В профессиональной аппаратуре начинают широко использоваться системы автоматического регулирования. Электронная автоматика быстрыми темпами внедряется в промышленность, создаются автоматические системы управления технологическими процессами. Генераторы сигналов специальной формы - это источники, вырабатывающие стабильные испытательные сигналы с известными параметрами: частотой, напряжением (мощностью и формой).Необходимо спроектировать генератор сигналов специальной формы с заданными параметрами: Источник питания импульсный с преобразованием из 1,5 В.Структурная схема функциональной части генератора представлена на рис. ТГ - тактовый генератор, представляет собой мультивибратор, который запускает каждый период колебаний, генерируя импульсы определенной длительности. Компараторы предназначены для отключения интегратора при достижении напряжением нулевого уровня или заданного Umax. Ключи предназначены для отключения/подключения генератора прямоугольных сигналов и отключения интегратора при достижении выходным напряжением нулевого уровня.В качестве устройства, задающего этот временной интервал, выступает тактовый генератор (мультивибратор), схема которого изображена на рис. Данный мультивибратор имеет скважность, отличную от Q=2. Диод VD3 служит для предотвращения прохождения отрицательных фронтов в остальную часть схемы. Амплитуда выходных импульсов задается стабилитроном Ст. Период данного мультивибратора вычисляется по формулеВ данной системе используется три одновибратора для задания интервалов времени , и . 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). Таким образом, значение сопротивления, которое необходимо включить в схему для получения импульса заданной длительности, можно рассчитать по следующей формуле: .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 представлена на рис. Напряжение на выходе интегратора равно При получим Отсюда зависимость сопротивления R от времени нарастания фронта будет иметь вид Регуляция напряжения осуществляется путем подачи напряжения с выхода интегратора на схему, представленную на рис.Для получения прямоугольных импульсов воспользуемся автоколебательным мультивибратором, схема которого представлена на рис. Данный мультивибратор имеет скважность Q=2. Период данного мультивибратора вычисляется по формулеСумматор необходим для получения выходного сигнала генератора путем сложения напряжений с выхода интегратора и выхода генератора прямоугольных сигналов. Схема используемого сумматора представлена на рис.Эту функцию выполняет логическая схема, которая управляет ключами. Рассмотрим отдельно управление каждым ключом. Схема управления К1 приведена на рис. Управление производится на основании сигналов от тактового генератора и компаратора 2 в соответствии со следующей таблицей истинности: UТГ `U2 Uk1 Uk1Для достижения заданных параметров выходного сигнала сигнал, поступающий с выхода сумматора, необходимо усилить в 20 раз по напряжению и в 98 раз по току. Для этого используется усилитель мощности, схема которого представлена на рис. Мощность, рассеиваемая на транзисторах VT3, VT4: . Выберем транзисторы VT3, VT4 из условия: . Мощность, рассеиваемая на транзисторах VT1, VT2: .Напряжение питания, необходимое для элементов схемы, получаем при помощи импульсного блока питания, схема которого приведена на рис. Для питания элементов схемы необходимо получить двухполярное напряжение , . Импульсный блок питания состоит из мультивибратора (генератора прямоугольных импульсов), импульсного трансформатора, выпрямителя и стабилизаторов. Мультивибратор строится по схеме, аналогичной на рис. Импульсный трансформатор имеет одну первичную и четыре вторичные обмотки.Погрешности данной схемы обусловлены: отклонениями реальных значений элементов от номинальных (для стандартного ряда Е24 это отклонение составляет ±5%);В процессе работы над данным курсовым проектом был спроектирован генератор специальных сигналов соответствующий заданию.
План
Содержание
Введение
1. Постановка задачи
2. Разработка структурной схемы
3. Разработка принципиальной схемы
3.1 Расчет тактового генератора
3.2 Расчет одновибраторов
3.3 Расчет интегратора
3.4 Расчет мультивибратора
3.5 Расчет сумматора
3.6 Расчет логической схемы
3.7 Расчет усилителя мощности
3.8 Расчет блока питания
4. Анализ метрологических характеристик
Заключение
Список литературы
Приложение. Список элементов
Введение
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.
точностью установки частоты и постоянства ее градуировки;
стабильностью генерируемых сигналов по времени; зависимостью параметров выходного сигнала от внешней нагрузки и пределами их регулирования. тактовый генератор мультивибратор усилитель
Вывод
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, что позволило нам расширить свой кругозор в этой области.
Список литературы
Грязнов Н. М. Трансформаторы и дроссели в импульсных устройствах. - М: Радио и связь, 1986.
