Генератор звуковых частот - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Разработка структурной схемы свип-генератора. Схема генератора качающейся частоты. Основные характеристики и параметры усилителей. Нелинейные искажения усилителя. Входное и выходное напряжения. Расчёт коэффициента усиления по мощности усилителя.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Электроника представляет собой бурно развивающуюся область науки и техники. Она изучает принципы устройства, работы и применения различных электронных приборов. Применение электронных устройств позволяет проводить разнообразные исследования и измерения, в частности такие, которые сами не имеют ничего общего с электроникой. Электронные усилители, генераторы, выпрямители, осциллографы, измерительные приборы и другие устройства стали мощными средствами для научных исследований, автоматизации и контроля производственных процессов.
Характерной особенностью современных электронных усилителей является исключительное многообразие схем, по которым они могут быть построены. Усилители различаются по характеру усиливаемых сигналов: усилители гармонических сигналов, импульсные усилители и т. д. Также они различаются по назначение, числу каскадов, роду электропитания и другим показателям. Однако одним из наиболее существенных классификационных признаков является диапазон частот электрических сигналов, в пределах которого данный усилитель может удовлетворительно работать. По этому признаку различают следующие основные типы усилителей: усилители низкой частоты (УНЧ), широкополосные усилители, избирательные усилители.
Генераторы гармонических колебаний - устройства, предназначенные для преобразования энергии источников питания постоянного тока в энергию гармонического выходного сигнала напряжения (тока) требуемой амплитуды и частоты.
И множество еще устройств уже существует которые работаю с сигналами с различными частотами, за которыми необходимо измерительное устройство, которое будет анализировать эти частоты.
Измеримтельный генерамтор (генератор сигналов, от лат. generator производитель) -- мера для воспроизведения электромагнитного сигнала (синусоидального, импульсного, шумового или специальной формы). Генераторы применяются для проверки и настройки радиоэлектронных устройств, каналов связи, при поверке и калибровке средств измерений и в других целях.
Генератор является радиоэлектронным устройством, в зависимости от вида сигнала содержащий разные функциональные узлы. Общими узлами, для разных видов генераторов, являются: источник исходного сигнала (перестраиваемый автогенератор или кварцевый синтезатор частоты), усилители, выходные формирователи сигнала, выходной аттенюатор, цепи управления, цепи стабилизации выходного уровня и блок питания. Дополнительно в составе генератора могут быть различные модуляторы, формирователи временных интервалов и другие компоненты. В некоторых генераторах форма выходного сигнала синтезируется цифровым методом, с помощью ЦАП. Существуют также генераторы сигнала оптического диапазона, их работа основана на принципах квантовой электроники.
По ГОСТ 15094 генераторы подразделяются на 6 видов: низкочастотные, высокочастотные, импульсные, сигналов специальной формы, шумовых сигналов и качающейся частоты. Однако, следует учитывать, что классификационные границы условны, некоторые генераторы занимают промежуточное положение между низко- и высокочастотными, некоторые бывают комбинированными по виду сигнала. Для оптических генераторов существует аналогичная классификация. Кроме генераторов стандартизованных видов бывают генераторы отраслевого назначения (в составе контрольно измерительной аппаратуры).
· Г2 -- генераторы шума, имитируют белый или розовый шум.
· Г3 -- генераторы низкой частоты, обычно от 20 Гц до 200 кГц, реже до 2 или 10 МГц, модуляция сигнала, как правило, не предусмотрена.
· Г4 -- генераторы высокой частоты, предназначены для работы в радиочастотном диапазоне, различные виды модуляции.
· Г5 -- генераторы импульсов, воспроизводят последовательности прямоугольных импульсов, некоторые генераторы способны генерировать кодовые импульсные последовательности.
· Г6 -- генераторы сигналов специальной формы, воспроизводят последовательности импульсов разной формы: треугольной, пилообразной, трапецеидальной и др.
· Г8 -- генераторы качающейся частоты
· ОГ -- генераторы оптического диапазона
· Генераторы отраслевого назначения -- воспроизводят специальные сигналы, например, сложной формы или со сложными комбинированными методами модуляции, манипуляции; предназначены для проверки и настройки определенных видов радиоаппаратуры.
o ПРИМЕРЫ: И-331 (в авионике), ГКС-69 (в авионике), ГТИС-01 (телевизионный)
Основные нормируемые характеристики
· Точность установки частоты и её нестабильность
· Диапазон установки выходных уровней (напряжения или мощности)
· Точность установки выходного уровня, погрешность аттенюатора
· В зависимости от вида генератора могут быть дополнительные параметры -- характеристики модуляции, временные характеристики импульсов и т.д.
разработка структурной схемы устройства
Свип-генератор (от англ. sweep -- размах, непрестанное движение), генератор качающейся частоты, генератор измерительный, на выходе которого частота электрических колебаний автоматически меняется (качается) по заданному закону (например, синусоидальному, пилообразному). Обычно Свип-генератор. применяют в измерительной аппаратуре для регистрации амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик элементов СВЧ устройств, а также для измерения коэффициента стоячей волны, полного сопротивления и т. п. в функции частоты. В комплекте с осциллографом Свип-генератор позволяет наблюдать визуально характеристики исследуемых объектов.
В состав свип-генератор входят задающий генератор, частотный модулятор, система автоматического регулирования напряжения (мощности) на выходе свип-генератор и резонансный частотомер (или кварцевый калибратор) для получения частотных меток на экране осциллографа. Свип-генератор позволяют получать качание частоты в различных участках спектра электромагнитных колебаний в диапазоне от 0,2 МГц до 30 МГц. Относительная нестабильность частоты за время измерения 1--2 мин составляет 10-5--10-4. Время перестройки частоты свип-генера 0,02--40 сек, а при самых низких частотах -- до нескольких десятков мин. Мощность на выходе свип-генерат 1--10 мвт.
Задающий генератор, генератор с самовозбуждением высокочастотных колебаний в радиопередатчиках средней и большой мощности. Отличается высокой стабильностью частоты. Наиболее распространена кварцевая стабилизация частоты. Задающий генератор для получения мощных колебаний на выходе радиопередатчика колебания, генерируемые задающий генератор, усиливаются одной или несколькими ступенями генератора с посторонним возбуждением -- задающий генератор выполняются главным образом на полупроводниковых приборах (раньше -- на электронных лампах).
Модулятор в радиотехнике и дальней связи, устройство, осуществляющее модуляцию -- управление параметрами высокочастотного электромагнитного переносчика информации в соответствии с электрическими сигналами передаваемого сообщения. Он является составной частью главным образом передающих устройств электросвязи и радиовещания. Переносчиком информации обычно служат гармонические колебания или волны с частотой (называемой несущей или поднесущей) ~ 104--1015 гц. В зависимости от того, какой параметр гармонических колебаний или волн изменяется, различают амплитудную, частотную, фазовую или смешанную (например, при однополосной передаче) модуляцию колебаний. Соответственно различны и виды модуляции. При импульсно-кодовой модуляции переносчиком информации служит регулярная последовательность импульсов электрических, параметрами которых (амплитуда, ширина, частота или фаза повторений) управляют с помощью соответствующих типов импульсных модуляций. Модулирующие электрические сигналы передаваемого сообщения могут иметь самую разнообразную форму: от простых и медленных телеграфных посылок в виде точек и тире или колебаний звукового диапазона частот при передаче речи и музыки до сложных, быстро изменяющихся сигналов, применяемых в телевидении или в многоканальной проводной и радиорелейной связи. Часто в функцию модуляций входит также усиление модулирующих колебаний.
При частотной модуляции и фазовой модуляции в качестве управляющего элемента в модуляции используются т. н. реактивные устройства, у которых эффективная ёмкость или индуктивность (или то и другое) изменяется под действием модулирующего сигнала. Реактивное устройство включается или непосредственно в резонансный контур задающего генератора, или в последующие фазовращающие цепи радиопередатчика. В ламповых модуляторах такое устройство получило название реактивной лампы, в транзисторных -- реактивного транзистора. Кроме того, в некоторых транзисторных фазовых и частотных модуляторов используют явление сдвига фазы генерируемых колебаний, зависящего при определённых режимах работы от значения постоянной составляющей коллекторного тока. Широкое применение в качестве реактивного управляющего элемента в модуляторах находят варикапы.
Разработка функциональной схемы устройства
Устройство имеет два генератора частот, один вырабатывает сигналы с частотой 83-13МГц, другой с частотой 0,2-85МГц.
Электронные генераторы -- большое множество устройств в радиотехнике и электронике (радиоэлектронике). Генератор представляет собой электронный усилитель охваченный цепью положительной обратной связи с фильтром.
v Синусоидальных (гармонических) колебаний (сигналов) (генератор Мейснера, генератор Хартли (индуктивная трёхточка), генератор Колпитца (ёмкостная трёхточка) и др.)[1]
v Прямоугольных импульсов -- мультивибратор
v Функциональный генератор -- прямоугольных, треугольных и синусоидальных импульсов
v Стабилизированные кварцевым резонатором
Генератор (производитель) электрических колебаний представляет собой усилитель с положительной обратной связью. Усилитель с отрицательной обратной связью является дискриминатором (подавителем, активным фильтром). Усилитель генератора может быть как однокаскадным, так и многокаскадным.
Цепи положительной обратной связи выполняют две функции: сдвиг сигнала по фазе для получения петлевого сдвига близкого к n*2р и фильтра, пропускающего нужную частоту. Функции сдвига фазы и фильтра могут быть распределены на две составные части генератора - на усилитель и на цепи положительной обратной связи или целиком возложены на цепи положительной обратной связи. В цепи положительной обратной связи могут стоять усилители.
Электронный усилитель -- усилитель электрических сигналов, в усилительных элементах которого используется явление электрической проводимости в газах, вакууме и полупроводниках. Электронный усилитель может представлять собой как самостоятельное устройство, так и блок (функциональный узел) в составе какой-либо аппаратуры -- радиоприёмника, магнитофона, измерительного прибора и т. д.
Также прибор имеет усилитель с общим стоком (истоковый повторитель) и
Генератор линейно нарастающего напряжения, где происходит линеаризация пилообразного напряжения.
Линеаризация -- (от лат. linearis -- линейный), один из методов приближённого представления замкнутых нелинейных систем, при котором исследование нелинейной системы заменяется анализом линейной системы, в некотором смысле эквивалентной исходной. Методы линеаризации имеют ограниченный характер, т. е. эквивалентность исходной нелинейной системы и её линейного приближения сохраняется лишь для ограниченных пространственных или временных масштабов системы, либо для определенных процессов, причем, если система переходит с одного режима работы на другой, то следует изменить и её линеаризированную модель. Применяя линеаризацию, можно выяснить многие качественные и особенно количественные свойства нелинейной системы.
Сместитель производить согласования двух сигналов, от которого передается сигнал на эмиттерный повторитель и далее сигнал сравнивается с испытуемым устройством и производятся определенные выводы.
Эмиттерный повторитель -- частный случай повторителей напряжения на основе биполярного транзистора. Характеризуется высоким усилением по току и коэффициентом передачи по напряжению, близким к единице. При этом входное сопротивление относительно велико (однако оно меньше, чем входное сопротивление истокового повторителя), а выходное -- мало.
В эмиттерном повторителе используется схема включения транзистора с общим коллектором. То есть напряжение питания подаётся на коллектор, а выходной сигнал снимается с эмиттера. В результате чего образуется 100% отрицательная обратная связь по напряжению, что позволяет значительно уменьшить нелинейные искажения, возникающие при работе. Следует также отметить, что фазы входного и выходного сигнала совпадают. Такая схема включения используется для построения входных усилителей, в случае если выходное сопротивление источника велико, а также в качестве выходных каскадов усилителей мощности.
Разработка принципиальной схемы устройства
Из выше написанного собираем схему в порядке логической последовательности.
В приложении приведена схема генератора качающейся частоты для диапазона 0,2-113МГц. В его состав входит два высокочастотных генератора . один из которых , выполненный на транзисторе Т1, вырабатывает сигнал , частоту которого можно изменить 83-113 Мгц, с помощью емкости С3. Второй генератор ( переменной частоты ) собран на транзисторе Т2 и варикапе Д1.
При отсутствии на варикапе управляющего напряжения генератор настроен на частоту 80 МГц. Управляющего напряжения пилообразной формы с частотой 35 Гц поступает на варикап с генератора пилообразного напряжения, выполнимого на транзисторах Т5 и Т6. Оптимальную форму напряжения устанавливают подбором резисторов R17 и R18.
Линеаризация пилообразного напряжения достигается применением однопереходного транзистора Т6 и стабилизатора тока ( транзистор Т5),через который заряжается конденсатор С13. Истоковый повторитель на транзисторе Т4 является буферным каскадом между генератором пилообразного напряжения и усилителем на транзисторе Т3.
Сигналы с генератора высокой частоты поступают на смеситель( транзистор Т7). Результирующий сигнал разностной частоты через буферный каскад ( эмиттерный повторитель на транзисторе Т8)поступает на транзистор Т9 и через переменный резистор R32 подается на испытуемое устройство. Сигнал с выхода этого устройства через истоковый повторитель ( транзистор Т10) поступает на измерительный прибор ( осциллограф). Каскад на транзисторе Т10 исключает влияние измерительного прибора на испытуемое устройство.Девиацию частоты устанавливают переменным резистором R10 уровень синала ,поступающего на испытуемое устройство, регулируют переменным резистором R32.
Генератор качающейся частоты потребляет от источника питания ток около 15мА.
В общем случае коэффициент усиления зависит как от амплитуды сигнала, так и от частоты и описывается комплексной функцией.
АЧХ - зависимость коэффициента усиления от частоты
ФЧХ - зависимость сдвига фазы выходного сигнала от частоты
д АЧХ определяет и вид ФЧХ и наоборот.
У реального усилителя на НЧ и ВЧ выходной сигнал приобретает дополнительный сдвиг фазы, обусловленный наличием реактивных элементов. На НЧ это элементы связи, блокирующие и фильтрующие конденсаторы. Их влияние носит дифференцирующий характер ( 0). На ВЧ влияет емкость нагрузки, монтажа, быстродействие АЭ. Их влияние носит интегрирующий характер ( 0). В рабочей полосе частот const. Зависимость k() и () для сложного входного сигнала приводит к его линейным искажениям (частотным).
- рабочая полоса частот, в пределах которой амплитудные искажения k 3 дб, а фазовые искажения /4.
k - петлевое усиление - это коэффициент передачи по цепи усилитель - цепь - ОС
Влияние ООС на нелинейные искажения усилителя
Кни - коэффициент нелинейных искажений
ООС уменьшает нелинейных искажений усилителя
НИ можно рассматривать как нестабильность k в зависимости от величины Uвх.
ООС стабилизирует k независимо от причин, вызывающих его изменение имеет место и стабилизация k при изменении Uвх, т. е. уменьшение НИ.
НИ - это появление дополнительных гормоник внутри самого усилителя.
При наличии ООС гармоники, пройдя цепь ОС, вычитаются на входе уменьшается их величина уменьшается Кни.
Зависимость k от - линейные искажения.
ООС расширяет (полосу пропускания усилителя) на глубину ОС.
Зависимость k от можно рассматривать как нестабильность k от частоты. Т. к. ООС стабилизирует k стабилизация k и при изменении , т. е. в более широкой полосе частот.
При наличии ООС сигнал ОС вычитается из входного.
На НЧ и ВЧ k уменьшается вычитается меньший сигнал, чем в середине диапазона Uвых const поддерживается в более широкой полосе частот.
Rвхос = - входное сопротивление с ОС
Последовательная ОС независимо от того, какая она (по напряжению или по току) увеличивает Rвх усиления.
Параллельная ОС независимо от того, какая она, уменьшает Rвх.
ООС по U стабилизирует Uвых независимо от причин, вызывающих его изменение со стороны выхода усилитель приближается к источнику напряжения (идеальный источник напряжения или нулевое сопротивление). Это справедливо для любого вида связи по входу.
ООС по I увеличивает Rвых независимо от вида связи по входу (послед. и парал.)
ООС по I стабилизирует ток на выходе независимо от причин со стороны выхода усилитель приближает к источнику тока (идеальный источник тока, имеющий бесконечное сопротивление).
ПОС по отношению к ООС действует противоположным образом.
1 - область внутренних шумов усилителя. Даже при отсутствии входного сигнала на выходе присутствует хаотический шумовой сигнал. Шумы обусловлены температурными шумами элементов (тепловой шум), дискретной природой электричества (квантовый), избыточными шумами АЭ. Внутренние шумы ограничивают возможность усиления слабых сигналов снизу. Для уменьшения тепловых шумов активные элементы охлаждают (жидким гелием, азотом).
2 - область линейного усиления. Uвх = kuUвх, tg ku
3 - область ограничения выходного сигнала (нелинейных искажений выходного сигнала). Ограничение обусловлено либо мощностью источника питания, либо нелинейностью ВАХ активного элемента.
D = - это есть динамический диапазон усиления - возможность усилителя усиливать как слабые, так и сильные сигналы.
Так любой сигнал может быть представлен.
Нелинейные искажения - это изменение спектрального состава сигнала (появление дополнительных гармоник, отсутствующих на входе).
kни - коэффициент нелинейных искажений
генератор частота усилитель напряжение
Pi - мощность гормоник выходного сигнала
Нелинейные искажения в усилителе уменьшаются выбором рабочего режима с наибольшим линейным усилением, использованием высококачественных элементов, использованием обратных связей.
Основные технические показатели электронного усилителя: коэффициент усиления, входное и выходное сопротивления, диапазон усиливаемых частот, динамический диапазон, нелинейные, частотные и фазовые искажения. Разработка гибридной интегральной микросхемы. курсовая работа [772,0 K], добавлен 08.04.2014
Расчет трансформатора, блока питания и усилителя мощности, генератора трапецеидального напряжения, интегратора, сумматора и одновибратора. Структурная и принципиальная схема генератора сигналов. Формула вычисления коэффициента усиления с обратной связью. курсовая работа [1,6 M], добавлен 22.12.2012
Изучение предназначения усилителя звуковых частот, усилителя низких частот или усилителя мощности звуковой частоты - прибора для усиления электрических колебаний, соответствующих слышимому человеком звуковому диапазону частот (обычно от 6 до 20000 Гц). реферат [4,6 M], добавлен 27.10.2010
Методы измерения параметров и характеристик усилителей низкой частоты. Изменение входного сигнала в заданных пределах, частоты генератора. Выходное напряжение при закороченном и включенном сопротивлении на входе усилителя. Входная емкость усилителя. лабораторная работа [21,8 K], добавлен 19.12.2014
Разработка системы стабилизации мощности генератора. Особенности схемы усилителя с автоподстройкой усиления, в выходном каскаде которой был использован эмиттерный повторитель с использованием биполярного транзистора. Изготовление печатной платы. дипломная работа [1,1 M], добавлен 18.07.2014
Описание блок–схемы транзисторного двухкаскадного усилителя мощности низких частот. Вычисление мощности, потребляемой цепью коллектора транзистора от источника питания. Расчёт выходного и предварительного каскадов усилителя, фильтра нижних частот. контрольная работа [323,8 K], добавлен 18.06.2015
Общее представление о транзисторах. Обзор научной технической базы по бестрансформаторному усилителю мощности звуковых частот. Методика расчёта бестрансформаторного усилителя мощности. Особенности электрической принципиальной схемы спроектированного УМЗЧ. курсовая работа [1,1 M], добавлен 06.05.2010
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Генератор звуковых частот курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Муниципальные Выборы Курсовая
Сочинение По Татарскому Языку Миллэтем Минем Горурлыгым
Реферат: Постмодернизм как направление современной философии
Реферат: Образование Хазарского каганата
Сочинение: Космос и человек
Топик: Лингвострановедческий аспект как основа формирования иноязычной культуры в обучении иностранному языку в средней школе
Курсовая работа: Лидер и руководство. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая Работа На Тему Привод Ленточного Конвейера
Информатизация Прокуратуры
Реферат По Физкультуре Самоконтроль
Атмосфераның Ластануы Эссе 250 Сөз
Петербург Глазами Героев Гоголя Сочинение
Контрольная работа по теме Схема частотоміра
Реферат: Система ввода-вывода NGIO. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Миротворческая деятельность Вооруженных Сил РФ. Операции ООН по поддержанию мира. Скачать бесплатно и без регистрации
Выготский Собрание Сочинений Купить
Сочинение Любимый Герой Русской Сказки
Психологические Средства Восстановления Реферат
Курсовая работа по теме Причины и социальные последствия наркомании в Пермском крае. Профилактика наркомании
Обеспечение Безопасности В Чрезвычайных Ситуациях Реферат
Особенности учета в торговле - Бухгалтерский учет и аудит контрольная работа
Права и свободы человека и гражданина - Государство и право курсовая работа
Административно-правовое положение иностранных граждан и лиц без гражданства - Государство и право курсовая работа