Проектирование функционального генератора, симметричного мультивибратора. Генератор синусоидальных колебаний. Параметры операционного усилителя 140УД18. Выбор и расчёт элементов электрической схемы. Нормированные значения элементов для фильтра Чебышева.
Аннотация к работе
Источник регулярных колебаний необходим в любом периодически действующем измерительном приборе, в устройствах инициирующих измерения или технологические процессы, и вообще в любом приборе, работа которого связана с периодическими состояниями или периодическими колебаниями. Генераторы колебаний специальной формы используются в цифровых мультимерах, осциллографах, радиоприемниках ЭВМ, в любом периферийном устройстве ЭВМ (накопители на магнитной ленте или магнитных дисках, устройства печати, алфавитно-цифровой терминал), почти в любом цифровом приборе (счетчики, таймеры, калькуляторы и любые приборы с «многократным отображением») и во множестве других устройств.Из обзора информационных материалов были выделены аналоги разрабатываемого устройства, симметричный мультивибратор, генератор линейно изменяющегося напряжения и синусоидальных колебаний [1], которые выполняют схожие задачи. Симметричный мультивибратор [1] схема которого представлена на рисунке 1.1, предназначен для генерирования периодической последовательности импульсов напряжения прямоугольной формы с требуемыми параметрами (амплитудой, длительностью, частотой следования, и др.). Мультивибратор выполняет функцию задающего (ведущего) генератора, формирующего запускающие входные импульсы для последующих узлов и блоков в системе импульсного или цифрового действия. Преимуществом этого аналога является то, что он работает в режиме самовозбуждения, и для формирования импульсного сигнала не требуется внешнее воздействие, а процесс получения импульсного напряжения основывается на преобразовании энергии источника постоянного тока. В генераторе линейно изменяющегося [1] напряжения используется начальный участок экспоненциального заряда конденсатора, а функцию элемента создающего цепь для быстрого разряда конденсатора выполняет транзистор.Функциональная схема проектируемого генератора приведена на рисунке 2.1. Мультивибраторы служат для создания периодической последовательности импульсов различной формы. В данной работе будет использован симметричный мультивибратор для генерации прямоугольных импульсов. Фильтры применяются для выделения или подавления определенных колебаний, разделения частотных каналов, формирования спектра сигналов. В данной работе будет использован аналоговый мультиплексор 590КН19, имеющий встроенный регистр памяти, куда подается двузначный код соответствующего сигнала выхода.На рисунке 3.1 приведена схема симметричного мультивибратора. С2 (f = 9 КГЦ) = 222 ПФ, С2 (f = 11 КГЦ) = 91 ПФ, По графику зависимости емкости варикапа от напряжения [4] (рисунок 3.2) определим управляющее напряжение. На рисунке 3.3 приведена схема интегратора. На рисунке 3.4 приведена схема фильтра нижних частот. Нормированные значения элементов для фильтра Чебышева [3], имеющего неравномерность затухания 0,28 Дб и сопротивление нагрузки R8 = 1000 Ом, приведены в таблице 3.1.Для моделирования был выбран фильтр нижних частот, с целью проверки правильности его работы. В качестве среды моделирования был выбран ППП Micro-Cap 5.Для подтверждения работоспособности проекта функционального генератора и соответствия его требованиям технического задания приведем его основные характеристики. Частота формируемого сигнала (10 КГЦ ± 10 %), скважность последовательности 2 и амплитуда прямоугольного импульса 10 В обеспечиваются параметрами симметричного мультивибратора. Изменение частоты выходного сигнала за счет внешнего управляющего напряжения обеспечивается варикапом и рассматривается в разделе 3.1 Симметричный мультивибратор.