Генератор гармонических колебаний на операционных усилителях - Контрольная работа

Выполнить электрический проект генератора гармонических колебаний на операционном усилителе, удовлетворяющего следующим условиям: Частота генерируемых колебаний fг = 8 КГЦ;Генератором гармонических колебаний называют устройство, без постороннего возбуждения преобразующее энергию источника питания в энергию гармонических колебаний. Глубина ПОС подбирается такой, при которой усилитель самовозбуждается и генерирует незатухающие колебания. Различают генераторы с внешней и внутренней ПОС. Однако, исходя из условий технического задания к курсовому проекту, генераторы с внутренней ПОС не рассматриваются. Генераторы с внешней ПОС реализуются на усилителе, с выхода которого часть энергии колебания возвращается на вход.RC-цепочка может быть подключена как к инвертирующему, так и к неинвертирующему входу ОУ. При подключении RC-цепочки к инвертирующему входу ОУ она должна вносить фазовый сдвиг, равный . Недостаток RC-генератора на инвертирующем усилителе - большое число (не менее 6) элементов в цепи отрицательной обратной связи (ООС), поэтому чаще применяются RC-генераторы с неинвертирующим усилителем. На низких и средних частотах хорошим источником синусоидальных колебаний с малым уровнем искажений служит генератор с мостом Вина (рис. Идея его состоит в том, чтобы создать усилитель с обратной связью, имеющий сдвиг фазы 0° на нужной частоте, а затем отрегулировать петлевое усиление таким образом, чтобы возникли автоколебания.Коэффициент усиления усилителя, при котором возбуждаются колебания, должен быть не меньше трех. Аналитическое выражение для рассчета коэффициента усиления имеет следующий вид: Ku = R3/R4 1. После возбуждения, за счет нелинейности амплитудной характеристики ОУ коэффициент усиления усилителя будет равен трем, а петлевое усиление единице, что обеспечит генерацию сигнала заданной частота с амплитудой, которая будет равна выходному напряжению в режиме насыщения ОУ. R выбираем так, чтобы не перегрузить ОУ по входному току, а ОУ, в свою очередь, должен обладать большим входным и малым выходным сопротивлениями, а также достаточно большим значением входного тока. Для согласования с нагрузкой Rн = 75Ом на выходе необходимо поставить эмиттерный повторитель, который должен удовлетворять следующим требованиям: обладать входным сопротивлением намного большим выходного сопротивления генератора, и малым, намного меньшим сопротивления нагрузки, выходным сопротивлением.Для питания ОУ требуется два источника питания: положительное Uп и отрицательное-Uп относительно земли. Обычно на схемах условно источник питания не показывают. Зависимость минимального значения коэффициента усиления и максимальных выходных напряжений ОУ К153УД1Б от напряжений источника питания. Ряд параметров ОУ зависит от стабильности источников питания.В заключении хочется отметить, что схема выполненного генератора в некоторой степени идеализирована. На практике форма автоколебаний такого генератора может отличаться от синусоиды.Гутников В.С. Применение операционных усилителей в измерительной технике. Интегральная электроника в измерительных устройствах. Интегральная электроника в измерительных устройствах. Проектирование и применение операционных усилителей / Под ред.

Содержание

§1. Техническое задание

§2. Теоретические соображения

§3. Выбор RC-цепочки

§4. Расчет элементов схемы генератора

§5. Требования к источнику питания

§6. Заключение

§7. Список литературы

§1. Техническое задание