Курсовая работа: Измерительные генераторы сигналов

Содержание

1. Введение…………………………………………………………………...…3
2. Задание .……………………………………………………………………...6
3. Задание 2……………………………………………………………………..8
4. Список литературы…………...……………………………………………12

Введение

Измерительные генераторы сигналов (автогенераторы) - источники сигналов различных форм и частот, предназначенные для работы с радиоэлектронными схемами. Они имеют ряд принципиальных отличий от обычных генераторов:

• обладают возможностью точной установки и регулировки выходных параметров колебаний (частоты, формы и уровня напряжения или мощности) в широких диапазонах;
• имеют высокую стабильность параметров встроенные измерительные приборы, позволяющие контролировать установки сигналов;
• могут работать совместно с другими средствами измерения и программного управления.

В зависимости от формы выходных сигналов различают измерительные генераторы гармонических и релаксационных (импульсных) колебаний. В спектре выходного сигнала генератора гармонических колебаний имеется одна или несколько гармоник. Выходные колебания релаксационного генератора содержат широкий спектр гармоник, имеющих соизмеримые амплитуды.

По частотному диапазону генераторы делятся на:

• инфранизкочастотные (0,01...20) Гц;
• низкочастотные, или генераторы звукового диапазона (20...300000) Гц;
• генераторы высоких частот (0,3...300) МГц;
• сверхвысокочастотные (СВЧ, свыше 300 МГц.

Особую группу представляют генераторы случайных колебаний (сигналов) - измерительные генераторы шумовых сигналов. Отметим также генераторы псевдослучайных и линейно-изменяющихся напряжений (ГЛИН), которые относятся к релаксационным генераторам. Такие генераторы используют как измерительные, так и в качестве генераторов разверток.

Независимо от назначения, принципа действия и схемотехнического выполнения генератор любых перечисленных колебаний (кроме параметрических схем генерации) состоит из нелинейного усилителя, цепи положительной обратной связи и источника питания постоянного тока. Форма и частота выходных колебаний определяются только параметрами самого генератора.

Генератор гармонических колебаний должен содержать в своем составе узкополосную колебательную систему. Принцип действия релаксационных генераторов основан на зарядно-разрядных или накопительно-поглащающих явлениях, протекающих в широкополосных энергоемких цепях положительной обратной связи.

Рассмотрим условия самовозбуждения генератора гармонических колебаний. Для возбуждения и генерации колебаний часть их мощности с выхода усилителя (точнее, с колебательной системы) подается на его вход по специально введенной цепи положительной обратной связи (ПОС). Говоря иначе, подобное устройство «возбуждает само себя» и поэтому называется генератором с самовозбуждением.

Механизм возникновения колебаний в генераторе можно упрощенно трактовать следующим образом. В момент запуска в колебательной системе самопроизвольно возникают слабые свободные колебания, обусловленные включением источников питания, замыканием цепей, скачками токов и напряжений в усилительном приборе и т. д. Благо­даря введению цепи положительной ОС часть энергии колебаний с выхода усилителя поступает на его вход. Из-за наличия узкополосной колебательной системы все описан­ные процессы происходят на одной частоте а и резко затухают на других частотах.

Вначале, после включения питания генератора, усиление возникшего в коле­бательной системе сигнала происходит в линейном режиме, а затем, по мере роста амплитуды колебаний, существенную роль начинают играть нелинейные свойства усилительного элемента. В результате амплитуда выходных колебаний генератора достигает некоторого установившегося уровня и потом становится практически неизменной. Энергия, отбираемая от источника постоянного тока усилителем схемы за один период колебаний, оказывается равной энергии, расходуемой за то же время в нагрузке. В этом случае говорят о стационарном режиме работы генератора.

Генераторы гармонических колебаний

Генераторы гармонических колебаний для средств измерений выполняются в двух видах:

• генераторы сигналов (ГС);
• генераторы стандартных сигналов (ГСС).

ГСС имеют более высокие показатели стабильности частоты и формы, но меньшие уровни сигнала, чем ГС. Отечественные генераторы сигналов маркируются ГЗ, а генера­торы стандартных сигналов - Г4.

Обобщенные структурные схемы измерительных генераторов гармонических сиг­налов типа ГС и ГСС представлены на рис.2, 3.

Задание №1

Определить параметры исследуемой схемы автогене­ратора (рис. 1).

Рисунок 1.

Дано: частота выходных колебаний f_р=1,0 МГц, добротность Q = 50; индуктивность L₁ = 80 мкГн; коэффициент усиления К= 1,4; сопротивление обратной связи 10 кОм.

Задание №2

Рассчитать непрерывный компенсационный стабилизатор напря­жения (рис. 2).

Рисунок 2.