Розробка широкодіапазонного генератора з використанням сучасної елементної бази - Дипломная работа

Вимірювальні генератори повинні забезпечувати можливість отримання сигналу від долі герца до десятків гігагерц при напрузі від десятих долей мікровольта до десятків вольт або потужністю від 10-14 Вт до кількох ватт. Генератори вимірювальних сигналів класифікуються по формі сигналів класифікуються по формі сигналів таким чином: генератори синусоїдальних сигналів, імпульсів, шумових сигналів, сигналів спеціальної форми(функціональні генератори)і генератори хитної частоти (свіп генератори). Основні метрологічні характеристики генераторів синусоїдальних сигналів являються: похибка установки частоти, нестабільність частоти; похибка установки вихідного рівня сигналу; максимальна вихідна потужність сигналу на узгодженому навантаженні. В генераторах з запізнючим зворотнім звязком часозадаючий елемент у вигляді довгої лінії - лінією затримки, в порівняні генераторів розривних коливань використовується як двополюсник, що забезпечує часову затримку (фазовий зсув), сигналу який через нього проходить. Тому частота повтору імпульсів генератора визначається частотою запускаючих імпульсів, а їх довжина швидкістю розрядно-зарядних процесів часозадаючого кола, а також іншими параметрами схеми генератора.Більша увага приділяється комфорту при користуванні вимірювальними приладами. Розробляємий широкодіапазонний генератор служить для настройки різноманітної апаратури в порівнянні з іншими схемами подвійних генераторів на ОП (рисунок 1,2) (серій К140, К153, К563 і т. д). Отримати велику швидкість наростання вихідної напруги інтегратора і малий час "відповіді" компаратора не вдається, тому гранична частота більшості генераторів не більше 10…20 КГЦ. В цих генераторах не можливо змінювати частоту, вони працюють в одному частотному діапазоні. В якості інтегратора необхідно використати операційний підсилювач, в якого по електричним параметрам велика швидкість наростання вихідної напруги і компаратор з малим часом затримки.Напруга, під якою знаходиться конденсатор С: Uc=Uo-(-Uвих)=Uo Uвих= Uo(К 1)»К<uo, (2)> де К>>1-коефіцієнт підсилення ОП. Припустимо, що напруга на конденсаторі С в К разів менше ніж Uc=Uo. Крім цього напругу, яка зявиться на конденсаторі, потрібно в К разів підсилити, для того щоб вихідна напруга не відрізнялась від реальної. З приведених значень необхідно вибрати мікросхему операційного підсилювача з великою граничною частотою підсилення і досить великим коефіцієнтом підсилення, щоби розширити діапазон частот, що генеруються. Для того, щоби на вхід ОП поступав сигнал певної форми і він почав генерувати імпульси, необхідно ввести в схему компаратор.Проводиться вибір напруги Еж: При виборі Еж необхідно дотримуватись умови EЖІU", (U"= 5В). В якості транзистора VT1 більше всього підходить по параметрам КТ315Г. Визначимо b транзистора: З параметрів транзистора вибираємо найменше значення b=50. Розрахунок транзисторного ключа був проведений на ЕОМ за допомогою програмного пакета Work Bench (додаток 1).Вибираємо схему випрямляча напруги. Визначається опір навантаження: Rн = U0/І0; (6) Визначається коефіцієнт пульсацій випрямляча фільтра: Кп= Um1·U0; (8) Виходячи з рекомендації по вибору схеми випрямляча та одержаних значень вибираємо мостову схему. По струму діода та зворотній напрузі вибирається діод типу КД103А.Раптова відмова - це відмова, яка проявляється у вигляді зміни елементів апаратури (пробій конденсаторів, перегорання резисторів і т. п.). Надійність - це властивість приладу виконувати задані функції в певних умовах в певних умовах експлуатації при збереженні значень основних параметрів в встановлених межах. Ремонтоздатність ѕ властивість виробу, яка полягає в тому, що виріб пристосовано до попередження можливих причин виникнення відмови шляхом ремонту, або технічного обслуговування. Довговічність ѕ властивість виробу зберігати працездатність до наступлення критичного стану (коли подальше застосування неможливо, або недоцільне) при умовах дотримання вимог по експлуатації, обслуговуванню, та ремонту. Середній час напрацювання на відмову визначається: IMG_a5bd015d-b849-481f-a079-02876fe4e4d7 , (21) де t-сумарний час роботи всіх елементів. n - кількість елементів.Вимірювання напруг в колах ввімкненої апаратури дозволяє перевірити апаратуру і виконати певні регулювання. Без відповідної настройки функціональний генератор буде невірно працювати: епюри будуть нечіткі, або їх не буде зовсім, не буде бажаної напруги на виході приладу. Для регулювання і настройки генератора потрібно скористатись методом вимірювань, що передбачає застосування вимірювальних приладів, зняття карти напруг, епюрів напруг схеми. Для регулювання генератора потрібно використати такі прилади: 1. Прилад може використовуватись при регулювання ремонті і експлуатації електронної і радіоапаратури в приміщеннях з регульованими умовами, наприклад в замкнених опалювальних або охолоджувальних і інших приміщеннях (відсутність дій прямого сонячного випромінювання, атмосферних опадів, вітру, піску і пилу зовнішнього повітря).П

Зміст

Вступ

1. Техніко-економічне обґрунтування технічного завдання

2. Розрахунково-конструктивна частина

2.1 Вибір і обґрунтування структурної схеми пристрою

2.2 Електричний розрахунок

2.2.1 Електричний розрахунок ключа

2.2.2 Електричний розрахунок випрямляча напруги

2.3 Розрахунок надійності за миттєвими відмовами

3. Технологічна частина

4. Результати експериментальних досліджень

4.1 Перевірка широкодіапазонного функціонального генератора на основну похибку встановленої частоти

4.2 Перевірка широкодіапазонного функціонального генератора на зменшення напруги живлення джерела живлення

4.3 Перевірка широкодіапазонного функціонального генератора на зменшення напруги мережі

5. Організаційно-економічна частина

5.1 Організація виробництва на дільниці збирання функціональних генераторів

5.2 Калькуляція собівартості виробу на дільниці і розрахунок його оптової ціни

6. Заходи по охороні праці і техніці безпеки

6.1 Заходи по охороні праці і техніці безпеки при роботі по настроюванню та регулюванню функціонального генератора

6.2 Розрахунок освітленості робочого місця

Висновки