В XXI веке практически любое современное устройство предполагает в себе наличие такого функционального элемента как генератор гармонических или каких-либо других колебаний. Кроме очевидных случаев автономных генераторов (а именно генераторы синусоидальных сигналов, импульсные генераторы) источник регулярных колебаний необходим в любом периодически действующем измерительном приборе, в устройствах, инициирующих измерения или технологические процессы, и вообще в любом приборе, работа которого связана с периодическими состояниями или периодическими колебаниями.
Сигналы специальной формы можно формировать двумя способами: дискретным и аналоговым. Аналоговый способ формирования различных сигналов значительно проще дискретного. Этот способ применяется в основном при формировании сигналов треугольного и трапециидального вида. Сигналы данного типа получили наибольшее распространение.
Генераторы специальных сигналов используются в различных целях, в основном при настройке или использовании какой-либо высокоточной аппаратуры, поэтому результатом решения этой задачи должна быть стабильная, высококачественная схема генератора заданного сигнала, которая могла бы быть собрана из указанных элементов, и работать без предварительной настройки.
При решении данной задачи использовались такие элементы схемы, как операционные усилители, которые из-за большого коэффициента усиления позволяют вводить глубокие отрицательные обратные связи, позволяющие достичь высокой точности и стабильности генератора.
Генератор пилообразного сигнала:
Рис.1.1. Временная диаграмма выходного напряжения генератора
) Линейный сигнал не синхронизован.
) Синусоидальный сигнал синхронизован.
Предусмотреть плавную регулировку:
1.
.
.
.
Ток
нагрузки по выходу . Время обратного хода
не более
100 мс.
2. Разработка структурной схемы
.1 Структурная схема
Рис. 2.1. Структурная схема генератора
Рассмотрим назначение отдельных функциональных блоков:
· БП - блок питания, предназначен для преобразования переменного входного напряжения в постоянное выходное;
· БР - блок
регулировки, служит для регулирования максимальной амплитуды напряжения, а
также напряжения смещения ;
· ГСК - генератор синусоидального напряжения;
· МВ - мультивибратор, необходим для формирования прямоугольных импульсов;
· сумматор1 и сумматор2 служат для суммирования сигналов;
· интегратор1 и интегратор2 служат для получения наклонных участков выходного сигнала генератора;
· БУК - блок управления ключами.
Благодаря БУК выполняется автоматическое включение/выключение установленных ключей.
Опишем назначение и работу функциональных элементов генератора, представленных на структурной схеме (рис. 2.2.):
Интервал t1:
Ключи SA1, и SA3 замкнуты. В момент времени t=0 подается напряжение на схему, после чего «сумматор1» и «интегратор1» создают необходимый наклон напряжения, который суммируется с постоянной составляющей и линейно изменяющимся напряжением, создаваемым при помощи МВ и «интегратор2», на «сумматор2».
Интервал t2:
Ключи
SA1, SA2 и SA3 разомкнуты. На выходе наблюдается постоянное
напряжение смещения .
Интервал t3:
Ключи SA1 и SA2 замкнуты. Выполняются действия аналогичные интервалу t2, но вместо линейно изменяющегося напряжения подается синхронизированный синусоидальный сигнал с ГСК.
Интервал t4:
Ключи SA1, SA2 и SA3 разомкнуты. Выполняется сброс всех используемых в схеме интеграторов.
Разработка системы управления ГАП (РТК), механообработка
Сегодня можно с уверенностью утверждать, что
направление технического перевооружения производства на основе гибкой
автоматизации всех его процессов получило всеобщее признание в машиност ...
Освоение метода измерения давления с помощью тензорезистивного датчика
В
аэродинамических исследованиях иногда необходимо вводить контролируемые
возмущения в поток. Одним из способов введения возмущений является
высокочастотный электрический тлеющий разряд ...
Разработка информационно-измерительной системы утилизации паров бензина из бензобака
Современный автомобиль сегодня представляет собой
нечто более существенное, укомплектованное самой современной электроникой,
способной выполнять практически всю работу, которую прежде вы ...