Разработка генератора сигнала специальной формы - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

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.


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.
2. Структурная схема генератора сигналов
3. Разработка принципиальной схемы ГС
3.1 Расчет элементов мультивибратора
3.5 Расчёт элементов логического блока
3.7 Расчет генератора трапецеидального напряжения
Вторая половина ХХ века характеризуется усложнением электронной аппаратуры. В профессиональной аппаратуре начинают широко использоваться системы автоматического регулирования.
Электронная автоматика быстрыми темпами внедряется в промышленность, создаются автоматические системы управления технологическими процессами.
В конце века наблюдается стремительное развитие вычислительной техники. Такой рост был бы невозможен без микросхем с высокой степенью интеграции элементов. Рост вычислительных возможностей опережает рост программного обеспечения.
Генераторы сигналов специальной формы - это источники, вырабатывающие стабильные испытательные сигналы с известными параметрами: частотой, напряжением (мощностью и формой). Генераторы обладают возможностью регулировки параметров выходного сигнала.
Генераторы характеризуются диапазоном генерируемых частот; точностью установки частоты и постоянства ее градуировки; стабильностью генерируемых сигналов по времени; зависимостью параметров выходного сигнала от внешней нагрузки и пределами их регулирования.
Разработать генератор импульсов специальной формы, который характеризуется следующими параметрами.
Рис.1. Временная диаграмма выходного напряжения генератора
2. Структурная схема генератора сигнала
Структурная схема функциональной части генератора представлена на рис. 2.
Рис.2. Структурная схема генератора
Рассмотрим назначение отдельных функциональных блоков.
ТГ - тактовый генератор, представляет собой мультивибратор, который запускает каждый период колебаний, генерируя импульсы определенной длительности.
Интегратор служит для получения наклонных участков выходного сигнала генератора.
К - коммутатор, служит для подачи на вход интегратора положительного или отрицательного сигнала, изменяя тем самым наклон прямой на выходе интегратора.
ГТС - Генератор трапецеидальных сигналов.
Ключи предназначены для отключения/подключения генератора трапецеидальных сигналов и отключения интегратора.
УУ - логическая схема, которая предназначена для управления ключами и коммутатором.
ОВ - одновибратор, предназначен для задания временных интервалов
Сумматор предназначен для получения выходного сигнала из его составляющих.
Принцип работы схемы заключается в следующем:
Блок питания подает в схему требуемое положительное и отрицательное напряжение. Через коммутатор, управляемый логическим блоком, на вход интегратора подается напряжение требуемой амплитуды и полярности. При достижении выходного напряжения интегратора порогового уровня, входная цепь интегратора размыкается и запускается ГТС и ОВ. По завершении импульса ОВ - ГТС выключается и на вход интегратора подаётся отрицательный сигнал. Сигнал интегрируется до тех пор пока он не достигнет 0, после этого замыкается ключ сброса интегратора дальше все повторяется.
Напряжения с интегратора и ГТС суммируются, а затем усиливаются в усилителе мощности и полученный сигнал отдается в нагрузку.
3. Разработка принципиальной схемы ГС
По заданию одним из регулируемых параметров выходного сигнала является период Т. В качестве устройства, задающего этот временной интервал, выступает тактовый генератор (мультивибратор), собранный на операционном усилителе DA1. Диод VD3 служит для предотвращения прохождения отрицательных фронтов в остальную часть схемы. Данный мультивибратор имеет скважность, отличную от Q=2. Период данного мультивибратора вычисляется по формуле
Скважность мультивибратора определяется из соотношения
По заданию период импульсов должен изменяться в интервале . Для этого поставим оптопару. При этом выберем постоянным сопротивление R1=100 кОм. Сопротивления R2 и R3 выберем равными кОм., кОм. Емкость выберем равной нФ Тогда значение сопротивления Rop можно вычислить по формуле
В качестве регулируемого сопротивления выбираем оптопару ОP1.
Наклонные участки заданного сигнала формируются при помощи интегратора, так как при подаче на его вход положительного или отрицательного постоянного сигнала выходной сигнал представляет собой прямую с положительным или отрицательным наклоном. Схема используемого интегратора собрана на DA3.
Напряжение на выходе интегратора равно
Отсюда зависимость сопротивления R от времени нарастания фронта будет иметь вид
В. Выходное напряжение также принимаем постоянным, равным В . Примем С=1 нФ. Тогда для максимального значения времени нарастания положительного фронта Т1=100 мкс получим:
В качестве регулируемых сопротивлений выбираем оптопары: OP1 и OP2
В данной системе используется одновибратор для задания интервала времени . Для данной схемы длительность импульса вычисляется по следующей формуле:
где - выходное сопротивление ЛЭ при . В дальнейшем при расчетах полагаем 74 Ом (по сравнению с R для инженерных расчетов этим сопротивлением можно пренебречь). С2=1 нФ.
Таким образом, значение сопротивления, которое необходимо включить в схему для получения импульса заданной длительности, можно рассчитать по следующей формуле:
Сумматор необходим для получения выходного сигнала генератора путем сложения напряжений с выхода интегратора и выхода ГТС. Схема используемого сумматора представлена на рис. 6.
Выходное напряжение такого сумматора имеет вид
где - коэффициент передачи i-го входного сигнала.
В данном случае необходимо просуммировать сигналы с единичными коэффициентами передачи, поэтому . Выберем R=10 кОм.
Чтобы исключить влияние входного тока ОУ на точность суммирования, необходимо неинвертирующий вход ОУ заземлить через резистор R16, сопротивление которого вычисляется из уравнения
3.5 Расчёт элементов логического блока
Для получения на выходе генератора сигнала заданной формы необходимо определенное логическое управление работой отдельных функциональных блоков генератора. Эту функцию выполняет логическая схема, которая управляет ключами DD1-DD4. Рассмотрим отдельно управление каждым ключом.
Управление производится на основании сигналов от компаратора сравнивающего сигнал с нулём, одновибратора(Uов) и управляющего сигнала на ключ DD2-
в соответствии со следующей таблицей истинности:
Схема управления ключом DD2 приведена на рис. 8.
Управление производится на основании сигналов от компаратора 1 и триггера в соответствии со следующей таблицей истинности:
Схема управления ключом DD4 представлена на рис. 9.
Управление производится на основании сигналов от одновибраторов ОВ1 и компаратора 1 в соответствии со следующей таблицей истинности:
Управление ключом DD3 осуществляется на основании сигнала от компаратора 2 в соответствии со схемой на рис. 10.
Рис. 10 Схема управления ключом DD3
Падение напряжения на каждом диоде принимаем равным цк=0,6В.
Следовательно, при выходном напряжении интегратора равного ±15В, для получения трапециидального сигнала необходимо обрезать треугольный сигнал. Для этого поставим последовательно 24 диода последовательно-паралельно на выходе интегратора. Для этой цели применим маломощные диоды КД521А.
Выбираем R12=100 кОм; для Uвых=0В принимаем сопротивление оптопары равное 0 кОм, при Uвых=3В принимаем сопротивление оптопары равное 40кОм.
Для достижения заданных параметров выходного сигнала сигнал, поступающий с выхода сумматора, необходимо усилить в 7 раз по напряжению. Для этого используется усилитель мощности.
Мощность, рассеиваемая на транзисторах VT2, VT4:
Выберем транзисторы VT2, VT4 из условия:
Выбраны транзисторы КТ809А, КТ812А.
Ток коллектора транзисторов VT1, VT3
Мощность, рассеиваемая на транзисторах VT1, VT3:
Выберем транзисторы КТ315А, КТ361А.
Отсюда номиналы резисторов R22, R28
Отсюда номиналы резисторов R33, R34
Примем, что выходной ток и напряжение операционного усилителя
Напряжение на этих резисторах R20, R25 равно 0,6В. Отсюда можем найти их номиналы
Коэффициент усиления без обратной связи равен
Таким образом, коэффициент усиления без обратной связи
Коэффициент усиления с обратной связью вычисляется по формуле
генератор сигнал усилитель интегратор
Чтобы не происходило смещения нуля ОУ, выбираем R17=R18=1 кОм.
Схема блока питания изображена в листе с принципиальной схемой.
мощность потребляемая выпрямителем от вторичной обмотки:
Суммарная мощность трансформатора равна 1,25*240Вт=210 Вт.
Ток в первичной обмотке - 210Вт/220В=0,95А.
Площадь сечения сердечника магнитопровода S=1,3*210=273см^2.
Число витков первичной обмотки: 200
Состоит диодного моста собран на диодах 2Д206А (обратное напряжение до 400В, максимальный прямой ток 5А) и двух параллельно соединённых конденсаторов К50-6, ёмкостью 4000 мкФ, рассчитанных на напряжение до 160В.
Необходимо обеспечить Uвых=15В и Iн=nIОУ=120мА.
Определим напряжение на второй обмотке сетевого трансформатора
UII=BUH, из таблицы 2 подставим значение В=0,8 и получим
Определим Imax через диоды в мосте.
обратное напряжение приложенное к каждому диоду Uобр=1,5Uн=22,5В.
Возьмём диоды Д229В (максимальное обратное напряжение 100В, средний прямой ток 400мА).
СФ=3200, где kП - коэффициент пульсаций
С8= 2200,068В R32=6.2кОм 5% Е24 МЛТ 0,25Вт
R33=20000-3кОм=1670016 кОм 5% Е24 МЛТ 0,25 Вт
C5=C8 R34=R39 C10=C11 R33=R38 R35=R40
В процессе работы над данным курсовым проектом был спроектирован генератор специальных сигналов соответствующий заданию. Были получены практические навыки по расчету трансформатора, блока питания, усилителя мощности и других функциональных элементов. В процессе проектирования были исследованы возможные схемотехнические решения того или иного аспекта проблемы. В генераторах созданных на аналоговых элементах достаточно сложно добиться высокой точности формы сигнала. Это объясняется тем, что расчетные значения элементов не всегда совпадают со стандартной базой номиналов элементов и поэтому приходится подбирать наиболее близкие по характеристикам элементы. Номиналы стандартных элементов являются усредненными, и истинное значение элемента имеет некоторую погрешность по сравнению с номинальным. Исключить эту проблему можно путем введения корректирующих цепей, но из-за большого количества влияющих параметров все равно нельзя добиться высокой точности.
На высоких частотах проявляется влияние паразитных емкостей. Средним частотным пределом работы универсальных операционных усилителей является 1 - 10 МГц. Избавиться от этого можно также введением корректирующих цепей или уменьшением габаритных размеров элементов и их правильной компоновкой на микросхеме.
Регуляторы и ключи основываются на оптопарах, что позволило эффективно гальванически развязать цепи генератора и блока управления, что уменьшает наводку и помехи. Гораздо проще корректировать цифровой сигнал, однако при использовании цифровых элементов повышается стоимость устройства. Поэтому использование аналоговых элементов в данной работе оправдано невысокими требованиями к точности и доступностью используемых в устройстве элементов.
Генераторы специальных сигналов. Расчет инвертора, инвертирующего усилителя, мультивибратора, дифференциального усилителя, интегратора и сумматора. Генератор синусоидального сигнала. Разработка логического блока, усилителя мощности и блока питания. курсовая работа [560,3 K], добавлен 22.12.2012
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. курсовая работа [456,4 K], добавлен 28.12.2014
Исследование принципов разработки генератора аналоговых сигналов. Анализ способов перебора адресов памяти генератора аналоговых сигналов. Цифровая генерация аналоговых сигналов. Проектирование накапливающего сумматора для генератора аналоговых сигналов. курсовая работа [513,0 K], добавлен 18.06.2013
Использование генераторов пачек сигналов при настройке или использовании высокоточной аппаратуры. Проект генератора пачек сигналов с заданной формой сигнала. Операционные усилители как основные элементы схемы. Расчет блока питания, усилитель мощности. курсовая работа [160,4 K], добавлен 22.12.2012
Расчет генератора синусоидальных сигналов как цель работы. Выбор принципиальной схемы высокочастотного генератора средней мощности. Порядок расчета LC-генератора на транзисторе, выбор транзистора. Анализ схемы (разработка математической модели) на ЭВМ. курсовая работа [258,5 K], добавлен 10.05.2009
Построение выходного и предвыходного каскадов генератора развертки. Выбор элементной базы разрабатываемых узлов. Схема блока развертки. Синхронизация генератора кадров. Напряжения требуемой формы для работы устройства динамического сведения лучей. курсовая работа [232,3 K], добавлен 30.08.2011
Разработка электрической принципиальной и функциональной схемы генератора. Обоснование выбора схем блока вычитания и преобразователя кодов. Функциональная схема генератора последовательности двоичных слов. Расчет конденсаторов развязки в цепи питания. курсовая работа [1,7 M], добавлен 14.09.2011
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



Разработка генератора сигнала специальной формы курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Курсовая Работа На Тему Упаковка Как Один Из Важнейших Элементов В Маркетинге
Реферат по теме Прекрасная Заратустра
Сочинение На Страшную Тему
Контрольная работа по теме Становление и развитие местного самоуправления в России
Развитие Личности Эссе
Молчалин И Скалозуб Сочинение 9 Класс
Скачать Реферат Яичниковый Цикл
Курсовая работа по теме Криминологическая характеристика неформальных молодежных объединений
Сочинение Почему Надо
Реферат по теме Церковь - евхаристическая община, собрание верующих, Тело Христово, Таинство
Реферат Охарактеризовать Правовую Конструкцию Налогов
Реферат: Партия РСДРП. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа по теме Философские концепции искусства
Купить Курсовую Томск
Экономическая Безопасность Предприятий Диссертация
Шпаргалки На Тему Вопросы И Ответы К Экзамену По Делопроизводству
Рекультивации Нарушенных Земель Реферат
Эссе На Тему Государственный Служащий
Реферат: Книга женской души. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат Структура Та Функції Політичної Культури
Электронное правительство и электронный документооборот в органах государственного управления - Государство и право контрольная работа
Оперативно-розыскные мероприятия как способ получения информации - Государство и право дипломная работа
Гражданско-правовой договор как юридический факт - Государство и право дипломная работа