СоДержание

СОДержание 1

ВВЕДЕНИЕ 2

1.ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ 3

2. Разработка принципиальной схемы и расчет основных узлов устройства 5

Предельные эксплуатационные данные 8

Граничное напряжение: 12

Выходное напряжение: 16

Напряжение питания: 16

2. Моделирование основных узлов устройства 21

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 24

ВВЕДЕНИЕ

Существует множество способов получения переменного электрического сигнала с синусоидально изменяющимся напряжением. Устройства, получающие на выходе такой сигнал могут быть реализованы на LC– контурах,RC– цепях, кварцевых резонаторах и др. Ввиду того, что диапазон частот генерируемого сигнала, приведенный в данных к курсовой работе, низкочастотный (принадлежит диапазону звуковых частот), тоLC– контур неприемлем (очень большие значения индуктивности). Кварцевый генератор используется в системах с очень высокой точностью и быстродействием. Более дешевая альтернатива – мост Вина, который представляет собой две последовательно соединенные параллельную и последовательнуюRC– цепочки.

Используем мост Вина для разработки задающего генератора синусоидальных напряжений в соответствии с данными технического задания. Он позволяет легко реализовать генерируемый сигнал в широком частотном диапазоне (шириной более 100000 Гц).

При регулировании частоты на мосте Вина возникает задача стабилизации амплитуды выходного сигнала в соответствии с изменением частоты так, чтобы на выходе она оставалась неизменной (заданного значения).

Одним из способов является применение звена усиления с нелинейно – зависящей от выходного сигнала отрицательной обратной связью таким образом, чтобы при возрастании амплитуды выходного сигнала коэффициент усиления отрицательной обратной связи возрастал и, тем самым, уменьшал амплитуду генерируемого сигнала, и наоборот, при уменьшении входного сигнала коэффициент усиления отрицательной обратной связи уменьшался и, тем самым, увеличивал амплитуду генерируемого сигнала.

В курсовой работе для расчетов использовались следующие пакеты:

-MathCad2001Professional– для проведения расчетов пояснительной записки.

-ElectronicsWorkBench4.1 – для моделирования рассчитанных узлов.

-OrCad9.2 - для построения принципиальной схемы всего устройства

- для создания чертежей по соответствующим ГОСТам

- для построения печатной платы устройства.

-MicrosoftWord97 – для написания пояснительной записки.

1.Обоснование и выбор функциональной схемы

Генератор синусоидального напряжения проектируется на основе задающего генератора (основан на использовании в цепи обратной связи моста Вина), предварительного усилителя и усилителя мощности. Задающий генератор обеспечивает удовлетворение всех требований по характеристикам генерируемого сигнала (частота, амплитуда, стабильность сигнала). Для обеспечения блоков аппаратуры выходными напряжениями (токами) заданного номинала и качества используется источник питания. Функциональная схема генератора синусоидального напряжения представлена на рис.1.

КЧЗЦ У СА ПОС Ср1 Задающий генератор РУ УМ ПУ ООС Rн Uвых Усилитель Источник питания
Рис.1 Функциональная схема генератора синусоидального напряжения (ГСН)

Обозначения на рис.1:

ПОС – цепь положительной обратной связи;

КЧЗЦ – коммутируемая частотозадающая цепь;

У – усилитель;

СА – стабилизатор амплитуды;

РУ – регулятор уровня выходного напряжения;

ПУ – предварительный усилитель;

УМ – усилитель мощности;

ООС – цепь отрицательной обратной связи;

От задающего генератора подается напряжение синусоидальной формы, стабильной амплитуды и частоты на вход усилителя. Обычно, в ходе работы ГСН амплитуда выходного напряжения задающего генератора не меняется и для установки нужной величины напряжения на нагрузке в схему включен регулятор амплитуды.

Источник питания является выпрямительным устройством и состоит из четырех узлов: трансформатора, вентильного комплекта (диодная схема), сглаживающего фильтра и стабилизатора постоянного напряжения.

Трансформатор необходим для получения заданного напряжения.

Вентильный комплект необходим для выпрямления переменного напряжения. В качестве выпрямителя используют однофазную мостовую схему. Схема применяется на выходные мощности до 1кВт.

Преимущества схемы: повышенная частота пульсаций, низкая величина обратного напряжения, хорошее использование трансформатора.

Недостатки: необходимость в четырех вентилях, повышенное падение напряжения на вентильном комплекте.

Сглаживающий фильтр используется для ослабления пульсаций.