Содержание
1 Введение………….…………………………………………….……..……………….2
Основная часть…………………………………………………………….………...5
2.1 Выбор структурной схемы………………………………..…..…………...………..5
Выбор принципиальной электрической схемы…………….……….……………6
2.2.1 Выбор фильтра……………………………………….……….……………….6
2.2.2 Выбор хронирующего устройства…………………….………………….….7
2.2.3 Выбор усилителя генератора……………………….….……….…………….8
2.2.4 Выбор усилителя тока………………………………..….……………………8
2.3 Расчёт принципиальной схемы………………………………………….…………9
2.3.1 Расчёт фильтра……………………………………….………….…………….9
2.3.2 Расчёт хронирующего устройства…………………….………..….…….….13
2.3.3 Расчёт усилителя генератора……………………….….……….…..……….15
2.3.4 Расчёт усилителя тока………………………………..….………..…………17
2.3.5 Расчёт коэффициента нелинейного искажения…..….…………...……..…19
2.4 Расчёт коэффициента полезного действия генератора…………………………..20
3 Заключение…………………………………………………………………………...22
4 Список использованной литературы……………………………………….……….23
Приложение А……………………………………………………………….………….24
1. Введение.
Современное развитие средств вычислительной техники во всех областях человеческой деятельности невозможно без электроники и микроэлектроники, поскольку они позволяют создавать быстродействующие, надежные, дешевые, имеющие минимальные весогабаритные показатели, элементы и устройства.
Электроника находится в постоянном развитии. Это связано в первую очередь с непрерывным совершенствованием её элементной базы. История развития электроники как науки охватывает сравнительно небольшой период времени. Её развитие началось с создания электровакуумных и газоразрядных приборов, в дополнение которым в 1948 году пришёл транзистор. С этого момента в электронике наступил новый этап развития, характеризующийся её бурным развитием. Создание силовых полупроводниковых приборов – диодов, транзисторов, тиристоров способствовало дальнейшему развитию энергетической электроники. Применение этих приборов позволило значительно снизить потребляемую мощность, габариты, вес, затраты на производство и повысить надёжность электронной аппаратуры.
Улучшение указанных показателей в условиях возрастающей сложности электронной аппаратуры, связанной с усложнением возлагаемых на неё задач, вызвала необходимость перехода от дискретного к интегральному её исполнению. Начиная с 70-х годов, всё большая часть аппаратуры стала производиться на интегральных микросхемах, что соответствует третьему этапу развития электроники.
Современный этап развития промышленной электроники характеризуется широким использованием больших и сверхбольших интегральных схем, имеющих в одном корпусе сотни тысяч элементов и представляющих собой функционально законченные блоки.
Одним из важнейших направлений в современной электронике является разработка автогенераторов, позволяющих получить синусоидальное, пилообразное, прямоугольное и другие виды напряжений на их выходе.
Генератором синусоидальных колебаний называется электронное устройство, преобразующее электрическую энергию источника постоянного тока в энергию незатухающих синусоидальных колебаний заданной частоты и мощности. В зависимости от генерируемых частот генераторы гармонических колебаний разделяются на низкочастотные (0,01…100 КГц), высокочастотные (0,1…100 МГц) и сверхвысокочастотные (свыше 100 МГц). В устройствах промышленной электроники используются, в основном, низкочастотные и высокочастотные генераторы, которые применяются в измерительных и регулирующих устройствах, в устройствах питания технологических установок ультразвуковой обработки материалов, а также в качестве задающих генераторов.
Структура генератора содержит в своём составе активный элемент и частотно-избирательную систему (четырёхполюсник). В качестве активных элементов используют транзисторы, интегральные усилители и туннельные диоды. Гармонические колебания в генераторах поддерживаются частотно-избирательными четырёхполюсниками: резонансными LC-контурами либо другими резонирующими элементами (кварцы, объёмные резонаторы и др.) или с помощью фазирующихRC-цепей, включаемых в цепь обратной связи усилителей. Первые называютLC-генераторами, а вторые –RC-генераторами гармонических колебаний [1].
Генераторы с кварцевыми резонаторами обычно применяют на повышенных частотах, когда требуется получить колебания известной и стабильной частоты. Они значительно сложнее и дороже генераторов с RC и LC цепочками.
Генераторы с LC – цепочками имеют большую стабильность частоты, из–за хороших избирательных свойств LC контура. В основном такие генераторы применяются для получения высокочастотных колебаний. Невозможность использовать эти цепи на низких частотах обуславливается необходимостью больших емкостей и индуктивностей. К их недостаткам относится трудность изготовления высокостабильных температурно-независимых индуктивностей, а также стоимость и громоздкость последних.
Генераторы с RC – цепочками применяются в основном для генерирования сигналов низких частот. Резонансные RC цепи делятся на фазосдвигающие и мост Вина. В генераторах с мостом Вина достигается меньший коэффициент нелинейных искажений. В общем случае, для генераторов с RC – резонансной цепью коэффициент нелинейных искажений лежит в пределах от долей до нескольких процентов. К их недостаткам можно отнести низкий коэффициент полезного действия, который не превышает 50%.