Курсовая: Мостовой RC-генератор синусоидальных колебаний с мостом Вина - текст курсовой. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Курсовая

Мостовой RC-генератор синусоидальных колебаний с мостом Вина

Банк рефератов / Радиоэлектроника

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Курсовая работа
Язык курсовой: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 570 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникальной курсовой работы

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Министерство Высшего обра зования Украины Одесский Государственный Политехнический Университет Кафедра информационно-измерительной техники Утверждаю Зав . Каф. Р.Г . Джагупов " " 1998 Мостовой RC - генератор синусоидальных колебаний с мостом Вина ПО ЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА ИТКР 7.0913.05 Курсовая работа по дисциплине "Электронные устройства для первичных преобразователей " Выполнил студент 4 курса группы АИ -941 Дёгтев А.Ю. Дата выполнения : Руководитель : Азаркин В.А. Оценка : Одесса 1998 ИТКР 7.0913.05 СОДЕРЖАНИЕ 1. Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2. Аннотация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 3. Выбор , обоснование и описание работы схемы электрической принципиальной генератора с мостом Вина . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 4. Опи сание схемы операционного усилителя и его параметры . . . . . 9 5. Выбор элементной базы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 6 . Расчет погрешности прибора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 6.1 Расчет неинвертирующего ОУ и анализ его погрешностей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 7. Графическое приложение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ПРИЛО ЖЕНИЕ 1 - Спецификация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ПРИЛОЖЕНИЕ 2 - Схема электрическая принципиальная мостового генератора синусоидальных колебаний с мостом Вина. 8. Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 9. Список использованной литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 В В Е Д Е Н И Е Эти генераторы отличаются от релаксационных тем , что в их состав входят электрические цепи или компоненты , обладающие резонансными свойствами . Благодаря им условие возникновения автоколебаний (к у 1, ) выполняется только в узкой полосе частот . Компоненты с резонансными свойствами или соответствующие резонансные цепи могут быть установлены в межкаскадных цепях усилителя или в цепях , создающих положительную или отрицательную обратную связь . Причем парам е тры выбирают так , чтобы условия возникновения выполнялись только в узкой полосе частот при всех колебания усилителя и цепи ООС. В диапазонах низких , звуковых и радиочастот в качестве резонансных цепей и компонентов применяют RC - цепи , LC - контуры , кварцевые резонаторы , электромеханические колебательные системы (например , камертоны и др .) Избирательные RC - цепи имеют сравнительно пологие фазо - и амплитудно-частотные характеристики петлевого усиления. Поэтому , если коэффициент усиления больше единицы , даже на небольшую величину , условия возникновения автоколебаний выполняются в сравнительно широкой полосе частот . При этом форма выходного си гнала существенно отличается от синусоидальной . Поэтому у автогенераторов с резонансными RC - цепями ( RC -генераторов ) приходится вводить дополнительные цепи автоматического регулирования коэффициента усиления. В RC -генераторах выходное напряжение практически повторяет форму тока , создаваемого усилителем. Для RC -генераторов характерны : 1. Простота реализации ; 2. Дешевизна ; 3. низкие массо-габаритные показатели ; 4. Диапазон частот автоколебаний от долей герц до нескольких сотен килогерц. Недостатки : 1. Невыс окая стабильность частоты ; 2. Существенные искажения формы автоколебаний (К г > 10.5 % ) Аннотация Разрабатываемый в данной курсовой работе прибор предназначен выполнять функцию генерации синусоидальных колебаний . В генераторе обеспечена автоматическая регулировка уровня усиления колебаний . Применение высокоточного (прецизионного ) усилителя обеспечивает высокую точность и хорошую стабильность работы схемы генератора . Большое внимание уделено описанию принципа работы схемы генератора синусоидальных коле б ания с мостом Вина . Разработка подобных генераторов на современной элементной базе является весьма перспективным направлением в электронике . The instrument, developed in the given course operation, is intended to execute the function of generation of sine wave oscillations. In the generator the automatic adjustment of a level of amplification of oscillations is supplied. The application precision of the amplifier provides high accuracy and good stability of operation of the circuit of the generator. The l a rge attention is given to the description of a principle of operation of the circuit of the generator of a sine wave oscillation with the bridge Fault. The development of similar generators on modern element base is a rather perspective direction in elect r onics. 3. Выбор , обоснование и описание работы схемы электрической принципиальной генератора с мостом Вина. Как известно , частота автоколебаний в таком генераторе определяется формулой (1), а затухание в частотно-зависимой ветви обратной связи на частоте 0 . Для улучшения формы кривой выходного напряжения частотно-независимую ветвь ООС в мосте Вина обычно выполняют инерционно-нелинейной. [4] Нужный характер нелинейности обеспечивается тогда , когда с ростом амплитуды сигнала уменьшается сопротивление R 3 или увеличивается сопротивление R 4 . Поэтому в качестве R 3 используется полупроводниковый терморезистор . В качестве инерционно-нелинейного резистора применяют переход сток-исток полевого транзистора , на затвор которого подают выпрямленное и сглаженное выходное напряжение генератора. В устройстве реализована двухступенчатая цепь ООС . Первая ступень : резистор R 3 и полевой транзистор , вторая ступень : резисторы R 4 , R 5 . При в устройстве возникают автоколебания , частота которых определяется формулой . Обычно используют в частотно-зависимой ветви моста Вина R 1 = R 2 = R , C 1 = C 2 = C , а частоту автоколебаний : , причем автоколебания возникают при условии , что коэф фициент усиления усилителя , состоящего из ОУ и резисторов R 3, R 4 , больше чем три , иначе говоря , должно быть выполнено условие Установившиеся автоколебания в замкнутой цепи возможны только при условии точного равенства единице единичного коэффициента петлевого усиления на частоте f 0 . Но , для возникновения автоколебаний нужно , чтобы в начале коэффициент петлевого усиления был более 1. После возникновения автокол ебаний их амплитуда стабилизируется в конечном счете на таком уровне , при котором за счет нелинейного элемента в петле коэффициент уменьшается до 1. Если не предпринимать специальных мер , то упомянутая нелинейность проявится в амплитудной характеристике О У , в этом случае форма автоколебаний может заметно отличаться от синусоиды. Нужный характер нелинейности обеспечивается тогда , когда с ростом амплитуды сигнала падает сопротивление R 3 или растет сопротивление R 4 . При построении генераторов с частотно-зави симыми цепями , обеспечивающими на частоте автоколебаний сдвиг фазы , равный , удобно использовать потенциально-токовые разновидности избирательных цепей . Такие цепи предназначены для использования совместно с усилителями , имею щими малые входное и выходное сопротивление . [2] 4 . Описание схемы операционного усилителя и его параметры . ОУ 140УД 26 [3] К 140УД 26 - широкополосный прецизионный операционный усилитель со сверхнизким значением входного напряжения шума , в ысоким коэффициентом усиления напряжения . Внутренняя частотная коррекция отсутствует. Рис . 1 Принципиальная схема операционного усилителя 140УД 26 Таблица 1 Электрические параметры (при U п = 15 В , R Н =2 кОм , Т =+35 С ) Параметры Буквенное обозначение Режим измерения К 140УД 26В Единицы измерения Напряжение смещения U см U п = 15 В 10 мкВ Входной ток I вх. U п = 15 В 100 нА Разность входных токов I вх. U п = 15 В 75 нА Ток потребления I пот. U п = 15 В 5.7 мА Коэффициент усиления напряжения К у. U. U п = 15 В 7000 тыс. Максимальное синфазное входное напряжение U вх.сф.макс. T=+25 C 110 В Входное сопротивление для дифф . Сигналов R вх. U п = 15 В 6 МОм Выходное сопротивление при разомкнутой цепи ООС R вых. U п = 15 В 70 Ом Частота единичного усиления 1 20 МГц Амплитудно-частотная и фазочастотная характеристик и представлены на рис .2. Рис .2 Схема построена по двухкаскадной технологии . Первый каскад совмещает исполнение двух функций . Во-первых , функцию дифференциального усилителя с симметричным входом и выходом по усилению разностного входного сигнала . Для подавления синфазного входного напряжения в эмиттерную цепь дифференциального каскада , построенного на составных биполярных транзисторах , включен БТ . Для сравнения привожу схему электрическую п ринципиальную зарубежного аналога (ОР -37А ) отечественного усилителя К 140УД 26. Малошумящий быстродействующий прецизионный операционный усилитель ОР -37А Рис .3 Схема электрическая принципиальная операционного усилителя ОР -37А Таблица 2 Электрические параметры (при V s =15 В , Т А =25 С ) Электрические параметры Параметры Численное значение Единица измерения Напряжение смещения (макс .) 25 мкВ Разность входных токов (макс .) 35 нА Входной ток (макс .) 40 нА Входное сопротивление для диф-х сигналов 6 МОм Диапазон входных напряжений 110 мкВ Коэффициент усиления напряжения 250 тыс. Размах входного напряжения 10 В Входное сопротивление при разомкнутой ООС 70 Ом Потребляемая мощность (ма кс .) 140 мВ Диапазон регулирования напряжения смещения 4 мВ СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ Стабилизированный источник питания вырабатывают два равных выходных напряжения противо положной полярности с малым уровнем пуль саций . Точ ное равенство положительного и отрицательного выходных напряжений обеспечивается общим источником опорного напряжения и цепью следящей обратной свя зи . Два операционных усилителя , входящие в состав стабилизатора , питаются его же выходными напря ж е ниями . Выходной ток стабилизатора ограничен макси мально допустимыми токами коллекторов транзисторов VT 4, VT 5. Верхняя часть схемы представляет собой обычный последовательный стабилизатор , формирующий выходное напряжение +15 В . Источником опорного напряж ения , поданного на неинвертирующий вход операционного уси лителя D А 2 , является стабилитрон , питающийся выходным стабилизированным напряжением . На инвертирующий вход ОУ DА 2 через делитель R 6 — R 8 поступает выходное напряжение стабилизатора . Разностный сигнал ошибки на выходе DА 2 управляет составным транзистором VT2, VT 4 таким образом , чтобы минимизировать величину ошибки. Резистор R 1 обеспечивает начальное смещение регу лирующего составного транзистора VT1, VT 4 , а конден сатор С 1 предотвращает возникновение п аразитной ге нерации . Для обеспечения заданного выходного тока P составного транзистора VT1, VT 4 должно быть не менее 400 Вт . Защитный резистор R 3 ограничивает выходной ток ОУ в случае короткого замыкания на выходе . Снижение уровня пульсаций выходного напр яжения обеспечивается конденсатором С 3 . В другой части стабилизатора , вырабатывающей вы ходное напряжение — 15 В , операционный усилитель D А 3 работает как инвертирующий усилитель с единичным коэффициентом усиления : резистор R 15 является вход ным , а резистор R 16 включен в цепь обратной связи . Поскольку на вход такого усилителя поступает стаби лизированное напряжение +15 В , то опорное напряже ние , формируемое стабилитроном VD 6 , используется для обеих частей стабилизатора . Благодаря единственному источнику опор ного напряжения обеспечивается хорошее слежение за равенством положительного и отрицатель ного выходных напряжений стабилизатора . Назначение остальных схемных элементов то же , что и в стабили заторе положительного напряжения. Выходные напряжения стабилизат ора устанавливают при помощи потенциометра (резистор R 12 ). Точность установки выходного напряжения — 15 В относительно выходного напряжения +15 В определяет ся соотношением номиналов сопротивлений резисторов R 1 5 , R 1 6 и напряжением смещения операционного уси лителя DА 3. Для уменьшения разности между абсолют ными значениями выходных напряжений стабилизатора можно подобрать сопротивления резистора R 1 5 или R 1 6 или же включить между резисторами R 1 5 , R 1 6 потенци ометр , движок которого должен быть соединен с инвер тирующим входом операционного усилителя DА 3. Этим же потенциометром при необходимости можно устано вить нужную асимметрию выходных напряжений . Сох ранение равенства выходных напряжений при изменении температуры окружающей среды достигается установкой резис торов R 1 5 , R 1 6 с низким или равным температурными коэффициентами (ТКС ), например сопротивления типа ВС. Для обеспечения нормального теплового режима транзисторов VT 4 , VT 5 при максимальных токах нагрузки их необходимо устанавливать на радиаторы. Стабилизиро ванный источник питания обеспечивает выходные напряжения от ± 12В до ± 15В при выходном токе до 500 мА с уровнем пульсаций выходного напря жения не более 10 мВ. Блок питания Маломощный блок питания предназначен для питания от сети портативных транзисторных устройств , измерительных приборов и других маломощных устройств . Трансформатор Т 1 имеет коэффициент трансформации равный 1 и служит только как разделительный для создания безопасности пользования блоком питания . Ограничителем сетевого напряжения служит цепочка R 1С 1. В табл. 3 приведены данные для варианта исполне ния блока питания . В первом из них на выходе блока при напряжении 9 В можно питать нагрузку , потребляющую 50 мА ; во втором варианте при том же напряжении на выходе можно получить ток до 20 мА . В первом варианте блока сердечник трансформатора стержневой , его набирают из Г-образных пластин . Обмотки - размещают на противоположных стержнях . Если при приеме мощных станций будет прослушиваться фон переменного тока , следует перевернуть вилку XI в сетево й розетке либо заземлить общий плюсовой провод блока. Основные параметры Таблица 3 Название параметра Числовое значение Единица измерения Ток нагрузки 70 мА Напряжение на выходе 20 В Коэффициент ослабления 100 - Напряжение пульсаций 5 мВ Стабилизатор выпрямителя защищен от перегрузок вовремя короткого замыкания на выходе или в нагрузке . Для уменьшения габаритов трансформатор Т 1 выполнен на сердечнике из пластин Ш 6 при толщине набора 40 мм . Обмотка / содержит 3200 витков провода ПЭВ -1 — 0,1 с прокладками из конденсаторной бумаги через каждые 500 витков , обмотка // имеет 150 витков ПЭВ -1 — 0,2. Между обмотками / и // намотан один слой провода ПЭВ -1 — 0,1, служащий экраном . Максимальный ток нагрузки (до 120 мА ) можно увели чить , если вместо транзистора МП 16 ( VT 6 ) установить П 213, резисторы R 1 , R 2 и R 3 заменить соответственно на резисторы сопротивлением 220 0м, 2,2 кОм Маломощный блок питания [20] предназначен для питания от сети портативных транзисторных приемников , и змерительных приборов и других маломощных устройств . Трансформатор имеет коэффициент трансформации равный ) и служит только как разделительный для создания безопасности пользования блоком питания . Ограничителем сетевого напряжения служит щепочка R 1 С 1 . В та бл . 4 приведены данные для блока питания . На выходе блока при напряжении 9 В можно питать нагрузку , потребляющую 50 мА ; Блок сердечник трансформатора стержневой , его набирают из Г-образных пластин . Обмотки размещают на противоположных стержнях . Если при п риеме мощных станций будет прослушиваться фон переменного тока , следует перевернуть вилку X 1 в сетевой розетке либо заземлить общий плюсовой провод блока. Таблица 4 Условное обозначение Эл емент Tl Сердечник 6,5 x 10, окно 25х 11 MM , Обмотки содержат по 850 витков провода ПЭЛ диаметром 0,22 мм C 1 2,0х 300 В VT Д 815Г V 2 Д 815Г C 2 400,0х 15 В R 2 51 0м 0 .5 Вт 5. Выбор элементной ба зы 2.1 Для обеспечения заданной частоты квазирезонанса ( =2 кГц ) (согласно формулы для частоты квазирезонанса RC -генератора - R 1 = R 2 , C 1 = C 2 ) выбираем , резистор R 1 =820 Ом (из ряда Е 24) типа МЛТ -0.25. Исходя из формулы (1) , типа К 53-30. 6. Расчет погрешност и прибора 6.1 Расчет неинвертирующего ОУ и анализ его погрешностей Исходные данные 1) К u =70 2) U вх.ном. = 450 mV 3) R вх. =6 МОм 4) прив. =1 % 5) Диапазон рабочих температур : t = (20 10 C ) Проанализируем погрешность , для чего примем исходную мультипликативную и аддитивную погрешности равными по величине. (1) 1. Проанализируем аддитивную составляющую погрешности проектируемого ОУ : 1.1 Вычислим погрешность от ЭДС см. : е см. =10 10 -6 mV (2) Следовательно нет необходимости проводить дополнительную корректировку дрейфа нуля , обусловленную ЭДС смещения. 2. Анализ составляющей погрешности от входных токов. 2.1 Примем погреш ность от входных токов равную 0.01%, определим по выражению : (3) Из этой формулы определим допустимую величину R 2 , для чего в форм улу (3) подставим значение i =75 10 -9 А и - коэффициент усиления по неинвертирующему входу : (4) 2.2 Определим суммарную погрешность от дрейфа нуля (аддитивную погрешность ) (5) 2.3 Определим величину сопротивления (6) 2. Проанализируем мультипликативную составляющую погр ешности 2.1 Вычислим погрешности обусловленные неточностью подгонки резисторов R 3 , R 4 . Тогда погрешность от нестабильности сопротивлений резисторов может быть определена : Пусть R 1 =5% от R 1 и равна 2100 Ом тогда : Проанализируем вторую составляющую мультипликативной составляющей погрешности от нестабильности коэффициента усиления ОУ , принимая отношение и в соответствии с формулой : (*) Как видно из формулы (*) изменения к u будет вносить тем меньшую погрешность , чем большее усиление по замкнутому контуру к (петлевое усиление ). Глубина ООС : 1+ к = СПЕЦИФИКАЦИЯ Поз. обозначен ие Наименование Кол Примечание Конденсаторы C1 , С 2 К 53-30-0.1 мкФ 2 C3 К 50-30-0.5 мкФ 1 C4 , С 5 2.2 мкФ 2 C6 500 мкФ 1 С 7, С 8 22 мкФ 2 Операционные усилители D1 К 140УД 26 D2, D3 К 140УД 8А 2 Резисторы R1 МЛТ - 0.25 - 820 Ом 1 R2 М ЛТ - 0.25 - 820 Ом 1 R3 МЛТ - 0.25 - 42 кОм 1 R4 МЛТ - 0.25 - 60 0 Ом 1 R5 МЛТ - 0.25 - 60 0 Ом 1 R6 МЛТ - 0.25 - 1 . 2 кОм 1 R7 МЛТ - 0.25 - 1 . 2 кОм 1 R8 МЛТ - 0.25 - 3.9 кОм 1 R9 МЛТ - 0.25 - 3.9 кОм 1 R10 МЛТ - 0.25 - 1 кОм 1 R11 МЛТ - 0.25 - 10 кОм 1 R12 МЛТ - 0.25 - 4.7 кОм 1 R13 МЛТ - 0.25 - 15 кОм 1 R14 МЛТ - 0.25 - 4.7 кОм 1 R15 МЛТ - 0.25 - 10 кОм 1 R16 МЛТ - 0.25 - 10 кОм 1 Трансформатор Т 1 1 Диоды VD1 К 510А 1 VD2-VD5 К 510А 4 VD6 Д 814А 1 Тран зисторы VT1 КП 304А 1 VT2 КТ 315Б 1 VT3 КТ 203Б 1 VT4 П 701Б 1 VT 5 П 605А 1 Заключение На основе тщательного анализа литературы по данной теме я разработал генератор синусоидальных колебаний с мостом Вина с использованием современной элементной базы . Данный тип генераторов позволяет получить синусоидальные колебания в относительно узкой полосе частот . Особым достоинством , которое хотелось бы отметить , является простота и дешевизна изготовления таких генераторов , наряду с хорошими техническими и метрогическими характеристиками Список использованной литературы : 1. Руденко В.С . Основы промышленной электроники , - М ., 1985, - 640 с. 2. Гутников В.С . Интегральная электроника в измерительных устройствах , - М ., 1988, - 380 с. 3. В.Н . Михальченко Операционные Усилители , - М ., 1993, - 240 с. 4. Гутников В.С . Применение Операционных Усилителей в измерительной технике , - М ., 1975, - 180 с.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Вопрос Армянскому радио:
- Что будет со мной, когда наступит светлое будущее?
Ответ:
- Это зависит от того, на какое место оно вам наступит.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, курсовая по радиоэлектронике "Мостовой RC-генератор синусоидальных колебаний с мостом Вина", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru