загрузка...

трусы женские
загрузка...
Реферати » Реферати з радіоелектроніки » Цифровий генератор синусоїдальних коливань

Цифровий генератор синусоїдальних коливань

Анотація.

Завданням даного курсового проекту буде розробити цифровий генератор синусоїдального сигналу, має стабільну амплітуду і перестраиваемую частоту в певному діапазоні і форму сигналу, близьку до ідеальної.
Пояснювальна записка до курсового проекту складається з теоретичної та власне проектної частини. Теоретична частина включає в себе огляд способів формування періодичних сигналів, наведено конкретні схеми, описані переваги і недоліки кожного метод.
Проектна частина містить принципову схему цифрового генератора з її обгрунтуванням та розрахунком, а також результати математичного моделювання вузлів спроектованого пристрою.


Введення.

Бурхливий розвиток цифрової електронної техніки дозволяє у все більшій кількості випадків формування аналогових сигналів використовувати цифрові методи. Так як цифрові генератори аналогових сигналів мають ряд переваг:
- універсальність, оскільки вони дозволяють генерувати аналоговий
сигнал з довільною, заданої користувачем, формою;
- Відсутність обмеження по мінімальній частоті;
- Висока стабільність параметрів вихідного сигналу
та інші.
Цифрові генератори мають універсальністю, точністю і зручністю настройки. Тому отримують все популярнішими як вузли електронної апаратури, тат як і самостійні пристрої застосовувані при вимірах і налагодженні систем, що працюють зі складними сигналами.
Аналогові генератори використовуються в тих випадках, коли немає високих вимог до параметрів генератора, або важлива простота і мінімальна вартість вузла.


Генератори гармонійних коливань.

Генератором гармонійних коливань називають пристрій, що створює змінне синусоїдальна напруга за відсутності вхідних сигналів. В схемах генераторів завжди використовується позитивний зворотний зв'язок.
Розрізняють аналогові і цифрові генератори.
Аналогові генератори перетворюють енергію джерела постійної напруги в енергію змінного вихідного сигналу., Генератор гармонійних коливань повинен містити принаймні одну частотно-виборчу ланцюг, яка б забезпечувала виконання умови самозбудження на заданій частоті. Залежно від виду частотно-виборчої ланцюга розрізняє LC-генератори, RC-генератори, кварцові генератори та інші.
Для аналогових генераторів гармонійних коливань важливою проблемою є автоматична стабілізація амплітуди вихідної напруги. Якщо в схемі не передбачені пристрої автоматичної стабілізації, стійка робота генератора виявиться неможливою. В цьому випадку після виникнення коливань амплітуда вихідної напруги почне постійно збільшуватися, і це призведе до того, що активний елемент генератора (наприклад, операційний підсилювач) ввійде в режим насичення. В результаті напруга на виході буде відрізнятися від гармонійного. Схеми автоматичної стабілізації амплітуди досить складні. На рис. 1 показаний RC-генератор на ЗУ з спрощеним мостом Вина і найпростішої схемою стабілізації амплітуди.

Рис. 1
На рис. 2 зображено спрощена схема кварцового генератора на основі операційного підсилювача при використанні послідовного резонансу.

Рис. 2
На частоті послідовного резонансу в схемі має місце сильна позитивний зворотний зв'язок, що і підтримує автоколебания. Кварцові резонатори характеризуються високою стабільністю і добротністю. Використання кварцових резонаторів дозволяє значно знизити відносне зміна частоти генераторів. Однак, у кварцових генераторів утруднено оперативне зміна частоти вихідного сигналу.
На відміну від аналогових, цифрові генератори мають високої стабільністю, надійністю, можливістю зміни частоти генерованого сигналу в межах і універсальністю.
На рис. 3 зображена спрощена схема кварцового генератора на основі логічних инвертирующих елементах при використанні послідовного резонансу. Схема розроблена для роботи на основний частоті кристала.

Рис. 3
На рис. 4 зображена спрощена схема кварцового генератора на основі логічних инвертирующих елементах при використанні паралельного резонансу. Схема розроблена для роботи на основний частоті кристала.

4

На рис. 5 зображено спрощена схема RC генератора на основі логічних инвертирующих елементах. Ця схема використовується в невідповідальних частинах пристрою, т. До. Вона має простотою реалізації, дешевизною деталей і вимагає настройки, Але її основною вадою є тимчасова нестабільність і частота генератора змінюватиметься від модуля до модуля через розкиду параметрів компонентів.

Рис. 5

Для отримання генератора з високими вимогами до його параметрів доводиться використовувати більш складні схеми. Саме такий генератор ми і будемо проектувати.
Принцип дії проектованого цифрового генератора заснований на тому, що в ПЗУ в цифровому вигляді записують інформацію про необхідної формі сигналу, які послідовно зчитуються і передаються на ЦАП, яка формує аналоговий сигнал.

Створення структурної схеми генератора

Складемо структурну схему для цифрового генератора синусоїдальних коливань на основі пам'яті. (Рис. 6)

Рис. 6

ГТИ - забезпечує формування керуючих імпульсів заданний частоти, які забезпечують необхідну частоту синуса на виході;
ФА - формує поточний адресу для вибору даних з пам'яті;
ROM - видає поточне значення рівня сигналу на виході;
ЦАП - перетворює цифрове значення рівня сигналу в аналоговий рівень сигналу;
БО - забезпечує необхідну амплітуду сигналу на виході.

Схематично вид сигналу в кожному блоці приведений на рис.7.

Рис. 7

Опис роботи схеми

Тактовий генератор формує опорні імпульси з частотою, прямо пропорційної вихідний частоті синуса. Синхронизирующие імпульси з частотою надходить на лічильник, на виході якого формується n-розрядний адреса мікросхеми пам'яті - число Х. Значення адреси змінюється в інтервалі від 0 до (2 n-1). За кількістю Х на адресному вході ПЗУ вибирає m-розрядне число У, що є значенням вибірки сигналу - амплітуди синуса. Цифро-аналоговий перетворювач перетворює код числа в аналоговий сигнал.
В загальному вигляді залежність вихідного напруги UЦАП біполярного ЦАП від вхідного коду числа Х при опорному напрузі Uоп виражається формулою
.
Максимальна частота генеруються сигналів визначається за формулою
.

Розрахунки параметрів схеми, які забезпечують задані умови.

Загальна похибка апроксимації синусоїди складається з похибки квантування сигналу за рівнем, похибки дискретизації сигналу за часом і похибки лінійності ЦАП.

Найбільш критичною в нашій схемі є похибка похибки лінійності ЦАП, т. До. Він є основою схеми. Виберемо як ЦАП мікросхему К1108ПА2 - 8 розрядний функціонально закінчений цифро-аналоговий перетворювач двійкового коду в напругу, виконаний за біполярної технологій і має такі характеристики:
Uп = ± 5 В;
Л = ± 0.28%;
U вих = 2.5 В;
Tуст = 1.5 мкс.

Мікросхему ПЗУ треба обирати за обсягом пам'яті і часу вибірки адреси.
Як ПЗУ зупинимося на мікросхемі КР556РТ17 ємністю 512 x 8 біт, що має такими параметрами:
tв.а. = 50 нс .; Uп = + 5 В.

Розрахуємо тепер загальну похибка апроксимації синусоїди:
,
,
,
,
.
,
Отримана загальна похибка апроксимації не перевищує заданого допустимого значення 1%.
6 - розрядний лічильник побудуємо на основі мікросхеми К555ІЕ19, що містить два четирёхразрядних лічильника.
Як задає (тактового) генератора в проектованому устрої використовуватимемо RC генератор на основі логічних инвертирующих елементах, який би поставлене коефіцієнт нестабільності частоти.
При заданому діапазоні частот сигналу на виході пристрою (100 Гц - 1 кГц) і обраному числі кроків дискретизації (64) максимальна частота тактових імпульсів визначається як,
а мінімальна - як.
Гранична частота тактового генератора залежить від швидкодії ЦАП:
, що задовольняє використовуваному режиму генератора.
Розрахуємо тепер значення елементів генератора тактових імпульсів для забезпечення даного діапазону частот.
F = 1 / (2 *? * R * C).
Поставивши собі R1 = 2.5 кОм, R2 = 1.5 кОм.
При С = 6.8 нФ F = 63,6 кГц; T = 15,7 мкс.
При С = 68 нФ F = 6,36 кГц; T = 157 мкс.
Таким чином, в якості конденсатора З візьмемо перемінний конденсатор на 68 нФ.
А для більш точного підстроювання частоти послідовно з'єднаємо постійний резистор опором 2 кОм і

Сторінки: 1 2
загрузка...
ur.co.ua

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар