Генератор синусоидального напряжения

Министерство образования Российской Федерации

Южно-уральскии Государственный Университет

Кафедра Автоматики и Управления

Пояснительная записка к курсовому проекту по курсу

“Электроника в приборостроении”

по теме “Генератор синусоидального напряжения”

 

 

Нормоконтролер:  Руководитель:

Константинов В.И. Константинов В.И.

«  » 2002 г. «  »  2002 г.

 

Автор проекта:

студент группы ПС-328

 Горшенева А.П.

 Проект защищен

с оценкой

«_____»__________2002 г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Челябинск 2002 г.

Аннотация

 

Горшенева А.П. Генератор синусоидального напряжения: Пояснительная записка к курсовой работе по курсу «Электроника в приборостроении»

-Челябинск: ЮурГУ,2002.-

В курсовом проекте рассматривается построение электронного устройства.

Помимо расчетов принципиальной схемы в данной работе также представлены принципиальная схема и корпус устройства.

Проект реализован в программной среде Word 97, моделирование схемы произведено в среде Electronics Workbench

Ил. , список лит.- назв.

Содержание

1.  Введение

2.  Обоснование и выбор функциональной схемы устройства  

3.  Выбор и расчет принципиальных схем узлов устройства

4.  Моделирование на ЭВМ работы функциональных узлов устройства

5.  Заключение и выводы по соответствию характеристик и параметров устройства требованиям технического задания

6.  Список используемой литературы

Введение.

Генераторы гармонических колебаний представляют собой устройства, предназначенные для преобразования энергии источников питания постоянного тока в энергию гармонического выходного сигнала напряжения (тока) требуемой амплитуды и частоты.

Так как генератор сам является источником сигнала, он не имеет входа. Генераторы строятся на основе усилителей с цепями положительной обратной связи, которые работают в режиме самовозбуждения на фиксированной частоте. В качестве цепей обратной связи могут использоваться резонансные L-C или R-Cсхемы чему соответствует два типа генераторов.

L-C генераторы обычно используются для формирования радиочастотных сигналов, т.к весогабаритные характеристики элементов колебательных контуров в звуковом диапазоне частот становятся неприемлемыми. В звуковом диапазоне генераторы строятся на базе использования резонансных R-C схем, и в качестве усилителей обычно применяются ОУ

Обоснование и выбор функциональной схемы устройства.

Генератор синусоидального напряжения состоит из задающего генератора и усилителя мощности.

КЧЗЦ

РУ

ПУ

УМ

У

 

							Uвых

Рис3.5. Функциональная схема генератора синусоидального напряжения (ГСН)

1)         коммутируемая частотозадающая цепь (К.Ч.З.Ц.);

2)         усилитель (У.);

3)         цепь положительной обратной связи (П.О.С.);

4)         стабилизатор амплитуды (С.А.);

5)         регулятор уровня выходного напряжения (Р.У.);

6)         предварительный усилитель (П.У.);

7)         усилитель мощности (У.М.);

8)         цепь отрицательной обратной связи (О.О.С.);

9)         источник питания (И.П.).

От задающего генератора подается напряжение синусоидальной формы, стабильной амплитуды и частоты на вход усилителя. Обычно во время работы ГСН амплитуда выходного напряжения задающего генератора не меняется и для установки нужной величины напряжения на нагрузке в схему включен регулятор амплитуды. Перестройка частоты задающего генератора производится в пределах какого-либо диапазона плавно, а смена диапазонов производится дискретно.

Обычно плавная перестройка частоты производится в пределах декады, то есть

где Кп-коэффициент перестройки, -максимальная частота в диапазоне,-минимальная частота в диапазоне.

Учитывая разброс параметров частотазадающих цепей, для гарантированного получения любой частоты, из предусмотренных техническим заданием, вводят коэффициент запаса, тогда

Величина выходного напряжения задающего генератора в техническом задании не оговаривается и может выбираться любой в разумных пределах. Без затруднений можно получить амплитудное значение этого напряжения в пределах 3…10 В.

Тогда при указанной на рис.3.5 структуре усилителя мощности глубина обратной связи велика, а значит, он имеет хорошие качественные показатели во всем частотном диапазоне (малые нелинейные искажения, стабильный коэффициент усиления, низкое выходное сопротивление и т.д.).

Выбор и расчет принципиальных схем узлов устройства

Расчет задающего генератора.

 По стабильности частоты и ширине частотного диапазона генерируемого сигнала на практике наиболее подходящим является генератор с мостом Вина

 

Получили 4 декады с учетом коэффициента запаса:

1)         20Гц-200Гц

2)         200Гц-2000ГЦ

3)         2000Гц-20000Гц

4)         20000Гц-200000Гц

С учетом коэффициента запаса:

1) 18Гц-220Гц

2) 180Гц-2200Гц

3) 1800Гц-22000Гц

5)         18000Гц-220000Гц

При использовании моста Вина в качестве частотно-задающей цепи генератора для выполнения условий самовозбуждения необходимо:1 чтобы мост Вина включался в цепь положительной обратной связи.