Цифровой генератор синусоидальных колебанийЗадачей данного курсового проекта будет разработать цифровой генератор синусоидального сигнала, имеющего стабильную амплитуду и перестраиваемую частоту в определённом диапазоне и форму сигнала, близкую к идеальной. Пояснительная записка к курсовому проекту состоит из теоретической и собственно проектной части. Теоретическая часть включает в себя обзор способов формирования периодических сигналов, приведены конкретные схемы, описаны достоинства и недостатки каждого метод. Проектная часть содержит принципиальную схему цифрового генератора с ее обоснованием и расчетом, а также результаты математического моделирования узлов спроектированного устройства. Введение. Бурное развитие цифровой электронной техники позволяет во все большем числе случаев формирования аналоговых сигналов использовать цифровые методы. Так как цифровые генераторы аналоговых сигналов обладают рядом достоинств: - универсальность, поскольку они позволяют генерировать аналоговый сигнал с произвольной, заданной пользователем, формой; - отсутствие ограничения по минимальной частоте; - высокая стабильность параметров выходного сигнала и другие. Цифровые генераторы обладают универсальностью, точностью и удобством настройки . Поэтому они получают всё большее распространение как узлы электронной аппаратуры, тат и как самостоятельные устройства применяемые при измерениях и налаживании систем, работающих со сложными сигналами. Аналоговые генераторы используются в тех случаях, когда нет высоких требований к параметрам генератора, или важна простота и минимальная стоимость узла. Генераторы гармонических колебаний. Генератором гармонических колебаний называют устройство, создающее переменное синусоидальное напряжение при отсутствии входных сигналов. В схемах генераторов всегда используется положительная обратная связь. Различают аналоговые и цифровые генераторы. Аналоговые генераторы преобразуют энергию источника постоянного напряжения в энергию переменного выходного сигнала. ,Генератор гармонических колебаний должен содержать по крайней мере одну частотно-избирательную цепь, которая бы обеспечивала выполнение условия самовозбуждения на заданной частоте. В зависимости от вида частотно-избирательной цепи различает LC -генераторы, RC -генераторы, кварцевые генераторы и другие. Для аналоговых генераторов гармонических колебаний важной проблемой является автоматическая стабилизация амплитуды выходного напряжения. Если в схеме не предусмотрены устройства автоматической стабилизации, устойчивая работа генератора окажется невозможной. В этом случае после возникновения колебаний амплитуда выходного напряжения начнет постоянно увеличиваться, и это приведет к тому, что активный элемент генератора (например, операционный усилитель) войдет в режим насыщения. В результате напряжение на выходе будет отличаться от гармонического. Схемы автоматической стабилизации амплитуды достаточно сложны. На рис. 1 показан RC -генератор на ОУ с упрощенным мостом Вина и простейшей схемой стабилизации амплитуды. Кварцевые резонаторы характеризуются высокой стабильностью и добротностью. Использование кварцевых резонаторов позволяет значительно снизить относительное изменение частоты генераторов. Однако, у кварцевых генераторов затруднено оперативное изменение частоты выходного сигнала. В отличие от аналоговых, цифровые генераторы обладают высокой стабильностью, надежностью, возможностью изменения частоты генерируемого сигнала в широких пределах и универсальностью. На рис. 3 изображена упрощенная схема кварцевого генератора на основе логических инвертирующих элементах при использовании последовательного резонанса. Схема разработана для работы на основной частоте кристалла. SHAPE * MERGEFORMAT
Именно такой генератор мы и будем проектировать. Принцип действия проектируемого цифрового генератора основан на том, что в ПЗУ в цифровом виде записывают сведения о необходимой форме сигнала, которые последовательно считываются и передаются на ЦАП, формирующий аналоговый сигнал. Создание структурной схемы генератора Составим структурную схему для цифрового генератора синусоидальных колебаний на основе памяти. (Рис. 6) SHAPE * MERGEFORMAT
Схематически вид сигнала в каждом блоке приведён на рис.7. SHAPE * MERGEFORMAT Синхронизирующие импульсы с частотой Выберем в качестве ЦАП микросхему К1108ПА2 – 8 разрядный функционально законченный цифро-аналоговый преобразователь двоичного кода в напряжение, выполненный по биполярной технологии и имеющий следующие характеристики: U п = ± 5 В; л =±0.28 %; U вых =2.5 В; t уст =1.5 мкс. Микросхему ПЗУ надо выбирать по объёму памяти и времени выборки адреса. В качестве ПЗУ остановимся на микросхеме КР556РТ17 емкостью 512 x 8 бит, обладающая следующими параметрами: t в.а. = 50 нс.; U п = + 5 В. Рассчитаем теперь общую погрешность аппроксимации синусоиды: Исходя из того, что от проектируемого генератора не требуется малое энергопотребление, то в качестве цифровой выберем ТТЛ базу как более распространённую, надёжную и дешевую. Так как рабочие частоты не превышают 20 Мгц, то выберем К555 – тую серию как более распространённую, надёжную и дешевую. имеющие следующие параметры: - - 0 С, - - - - Максимальный потребляемый устройством ток не превышает 0.35 А. Заданная амплитуда сигнала на выходе устройства будет обеспечиваться усилителем на ОУ с коэффициентом усиления
|
оценка ценных бумаг в Калуге
оценка кадастровая стоимость в Туле