Получение спектра генерируемых колебаний



Техническое задание на курсовую работу

1. Частота генерации f=1,5*N=1,5*18=27 Гц.

2. Структура RC–автогенератора – автогенератор с мостом Вина.

3. Тип усилителя – операционный усилитель К140УД8.

4. Создать модель операционного усилителя К140УД8.

5. Провести анализ АЧХ операционного усилителя К140УД8.

6. Исследовать режим генерации автоколебаний с мостом Вина.

7. Провести спектральный анализ генерируемых колебаний.

8. Диапазон рабочих температур от (-25-N) -430С до (+30+N) +480С.

9. Провести анализ влияния температуры на форму и спектральный состав генерируемых колебаний.

10. Исследовать влияние обратной связи на генерацию колебаний

 


Введение

 

Генератором гармонических колебаний называют устройство, которое без постоянного возбуждения преобразует энергию источника питания в энергию гармонических колебаний.

Операционный усилитель – это аналоговая интегральная схема, снабженная, как минимумом, пятью выводами. Два вывода ОУ используются в качестве входных, один вывод является выходным, два оставшихся вывода используются для подключения источника питания ОУ. С учетом фазовых соотношений входного и выходного сигналов один из входных выводов называются неинвертирующим, а другой – инвертирующим [1].

Автогенератор – это узкополосный усилитель с положительной обратной связью.

Автогенератор представляет собой устройство, в котором осуществляется преобразование энергии источника постоянного тока в энергию переменных электрических колебаний без подведения к нему внешнего переменного напряжения.

Для возбуждения колебаний в автогенераторах используется положительная обратная связь или активный прибор, имеющий участок характеристики с отрицательным наклоном [2].


Принципиальная схема RC – автогенератора с мостом Вина

 

Рис.1 RC-генератор с мостом Вина

Создание модели операционного усилителя

Для создания модели операционного усилителя К140УД8 мы использовали программу PARTS.

Вводили тип операционного усилителя, выбирали тип транзистора во входном каскаде ОУ и тип его проводимости. [2]

 

Тип транзистора 2 (полевой с каналом n-типа)
Тип коррекции 0 (внутренняя коррекция)
+Vpwr 15
-Vpwr –15
+Vout 13
-Vout –13
+Sr 0.5e6
-Sr 0.5e6
Pd 0.21
Cc 30e–12
Ib 500e–9
Av-dc 50e3
f-OdB 1e6
CMRR 31.62e3
Phi 60
Ro-dc 100
Ro-ac 50
Ios 43e–3

 

АЧХ операционного усилителя

 

Коэффициент усиления (К) равен отношению приращения выходного напряжения (тока) к вызвавшему это приращение входному напряжению (току) при отсутствии обратной связи. [2]

Вход (+) (т.е. прямой или неинвертирующий вход) операционного усилителя соединяется с узлом 0 цепи). [2]

Коэффициент усиления операционного усилителя, для данной схемы измерения определяется выражением

 

K=V(2)/V(1) (1)

 

Задание на моделирование имеет вид:

 

*A4H

.lib C:\PSpice\k140ud8.mod

V1 1 0 ac .1v sin(0 1 1000)

V2 6 0 dc 15v

V3 0 7 dc 15v

X1 0 1 6 7 2 k157ud2

.ac dec 10 1 10meg

.probe

.end


Получается следующий график

 

Рис.2. АЧХ операционного усилителя К140УД8

 

Генерация гармонических колебаний

 

Для исследования режима генерирования колебаний RC- автогенератора с мостом Вина используется среда Pspice.

С1, С2 выбираем равными 16*10-6, из формулы:

 

. (2)

 

выводим R:

 

 (3)

 

Подставляем значения f, с в уравнение (3):


 

Задание на моделирование имеет вид:

 

*Generator

.lib С:\PSpice\k140ud8.mod

x1 3 1 6 5 4 k157ud2

c1 0 3 16u

c2 3 2 16u

r1 1 0 3.1k

r2 1 4 8k

r3 3 0 348

r4 2 4 348

v1 6 0 dc 15v

v2 0 5 dc 15v

.tran 100m 2s 0 uic

.probe

.end

 

Получается следующая осциллограмма:

 


Получение спектра генерируемых колебаний

 

Вывод спектра колебания на экран осуществляется по следующему алгоритму:

1. Запустить задание на моделирование.

2. Войти в меню X_axis.

3. Выбрать пункт Fourier. [2]

График спектра генерируемых колебаний будет выглядеть следующим образом:

 

Рис.4 Спектр колебаний для ОУ К140УД8

 

Из спектра видно, что кроме первой гармоники, имеется еще две, на других частотах.


Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 93; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!