 |
Генератор синусоидального сигнала
|
|
|
|
Содержание
Введение
1. Постановка задачи
2. Разработка структурной схемы
2.1 Генератор пилообразного сигнала
2.2 Генератор синусоидального сигнала
3. Разработка принципиальной схемы
3.1 Регулирование параметров
3.2 Компаратор
3.3 Усилитель мощности
3.4 Стабилизатор напряжения
4. Расчет основных блоков
4.1 Расчет блока питания
4.2 Стабилизатор 15В
4.3 Стабилизатор 100В
4.4 Интегратор
4.5 Генератор синусоидальных колебаний
4.6 Усилитель мощности
Приложение
Введение
Генераторы пачек сигналов используются в различных целях в основном при настройке или использовании какой-либо высокоточной аппаратуры, и поэтому, результатом решения этой задачи должна быть стабильная, высококачественная схема генератора заданного сигнала, которая могла бы быть собрана из указанных элементов, и работать без предварительной настройки. Поэтому, основными элементами схемы являются операционные усилители, которые из-за большого коэффициента усиления позволяют вводить глубокие отрицательные обратные связи, которые позволяют достичь высокой точности и стабильности схемы.
Постановка задачи
В данном курсовом проекте ставиться задача, спроектировать генератор пачек сигналов, с формой сигнала изображенной на рис.1.
Частота заполняющей синусоиды не синхронизирована с пилообразным сигналом.
Амплитуда синусоиды Uзап = (0 ¸ 1) В.
Максимальное значение сигнала (Uвых) m = (0 ¸ 80) В.
DUзап не связано с D (Uвых) m
Заполняющая частота fзап = 1 кГц.
Полный период сигнала Т1 = (1 ¸ 3) сек.
Выходной ток в нагрузке Iн = 1 А.
Время спада tн. ф. не хуже 10 мкс.
Источник питания трансформаторный.
генератор пачка сигнал мощность
|
|
|
Разработка структурной схемы
При предварительной разработке структурной схемы в первую очередь видно разделение схемы на две части: генератор пилообразного напряжения и генератор синусоидального сигнала. Структурная схема отображена в приложении 1.
Генератор пилообразного сигнала
Простейшим генератором пилообразного сигнала можно считать интегратор постоянного сигнала с периодическим сбросом. Для сброса можно использовать полевой транзистор, включенный в цепь обратной связи параллельно с конденсатором. Принципиальная схема интегратора представлена на рисунке 2.
У такого генератора будет довольно пологий задний фронт, за счет того, что у транзистора VT1 не нулевое сопротивление в открытом состоянии. И конденсатор C1 будет разряжаться по экспоненте с постоянной времени RVT1×С1.
Во избежание этого можно включить два интегратора параллельно и включать их через период. В этом случае задний фронт будет определяться качеством ключа, отключающего интегратор. Этим мы можем добиться требуемой величины времени спада.
Для определения времени сброса применим два компаратора настроенных на один уровень. Их выходы будут являться входами управляющего устройства (УУ). Из временных диаграмм, построенных в Приложении 1, легко заметить, что в этом случае УУ будет представлять собой RS-триггер, а управляющие сигналы для ключевых транзисторов будут предоставлять выходы RS-триггера 
и 
.
С выходов интеграторов, через сумматор сигнал требуется подать на усилитель напряжения для получения сигнала амплитудой 80 В.
С выхода усилителя напряжения пилообразный сигнал суммируется с синусоидальным и подается на усилитель мощности для обеспечения выходного тока 1 А.
Генератор синусоидального сигнала
В современной электронной аппаратуре на основе ОУ строятся схемы формирования синусоидальных и прямоугольных сигналов с точно заданными значениями частоты, длительности и амплитуды. Наибольшее распространение получили генераторы синусоидальных сигналов на ОУ, охваченных положительной обратной связью, которая действует на определенной частоте. Наэтойчастоте цепь обратной связи сдвигает фазу выходного сигнала на 180° по сравнению с входным.
|
|
|
Для стабилизации амплитуды выходного сигнала применяется отрицательная обратная связь, которая изменяется в зависимости от амплитуды выходного сигнала таким образом, что в результате ее действия амплитуда выходного сигнала не изменяется. В качестве частотно-зависимых фазосдвигающих цепей целесообразно использовать цепи на резисторах и конденсаторах, которые совместимы с интегральной технологией. Дифференциальный вход ОУ дает возможность организовать положительную и отрицательную обратную связь. Из большого числа известных схем генераторов наибольшее распространение получили схемы с двойным RC-контуром и с мостом Вина в цепи обратной связи. На рис.3. приведена схема генератора с двойным RC-контуром в цепи обратной связи
|
|
|
