Генератор синусоидальных сигналов низкочастотный

Данная работа была оформлена лично мной весной 2017 года. Для выполнения курсовой работы был выбран генератор сигнал Г3 - 111. Курсовая проверена на оригинальность и её величина составляет 76%. В работе изложены технические данные оборудования, принцип действия, выполнена работа по определению случайной погрешности и многое другое. Вся работа сопровождается фотографиями оборудования и структурными схемами устройства, которые были сделаны лично мной и не присутствуют в интернете. ...

1 Генератор сигналов низкочастотный ГЗ-111 3
2 Технические данные 3
3 Рабочие условия эксплуатации 5
4 Состав комплекта генератора 5
5 Принцип действия 5
6 Расположение органов управления, настройки и подключения 7
7 Проведение измерения 8
8 Описание электрической принципиальной схемы 9
9 Усилитель мощности 12
10 Усилитель импульсный 12
11 Аттенюатор 16
12 Стабилизированный выпрямитель 16
13 Оценка случайных погрешностей по результатам десяти измерений параметров Ui. 18

Генератор ГЗ-111 предназначен для испытания различных радиотехнических устройств в лабораторных и цеховых условиях. Генератор позволяет получить синусоидального и прямоугольного вида сигналы. Синусоидальный режим является основным, а прямоугольный дополнительный.
Основными областями применения являются радиотехника, акустика, гидроакустика, системы регулирования, вычислительная техника, медицина, биология и многое другое.

Задающий генератор создает в заданном диапазоне частот гармонические колебания, которые, в зависимости от режима работы, поступают на усилитель мощности или импульсный усилитель. Коммутация режимов работы осуществляется подачей напряжения питания на тот или другой усилитель. Регулировка выходного напряжения синусоидального сигнала осуществляется плавно — потенциометром, расположенным на входе усилителя мощности, и ступенями — аттенюатором. Регулировка выходного напряжения прямоугольного сигнала осуществляется плавно — потенциометром на выходе импульсного усилителя. Генератор имеет режим внешней синхронизации синусоидальным сигналом (гнездо ≪СИНХР.≫). Стабилизированный выпрямитель 5 обеспечивает стабильность выходных параметров при колебаниях сети питания.6 Расположение органов управления,настройки и подключенияНа рисунке 2 представлено изображение передней панели генератора.Рисунок 2. Передняя панель генератораПотенциометр с положениями «0; 1; 2; 3; 4; 5» — плавная установка выходного уровня прямоугольного сигнала; Гнездо — выход прямоугольного сигнала; Тумблер ПГ «» — переключение режима работы генератора; «60-40-20-0» «» dВ —выходные гнезда синусоидального сигнала; Потенциометр с положениями «0; 1; 2; 3; 4; 5» — плавная установка выходного уровня синусоидального сигнала; «ЧАСТОТА Нz» — плавная установка частоты; Переключатель с положениями ≪1; 10; 102; 103; 104≫ —ступенчатая установка частоты.На рисунке 3 представлено изображение задней панели генератора.Рисунок 3. Задняя панель генератораГнездо «СИНХР.» — вход синхронизирующего сигнала;Гнездо корпуса генератора;Гнездо «КТ» — выход контрольного напряжения—1,5 В;Вставка плавкая «0,5 А»;Клемма защитного заземления;Шнур питания «220 V 50 Нz» — включение генератора в сеть.7 Проведение измеренияПеред проведением измерений необходимо прогреть генератор в течение пяти минут. Стабильность по частоте обеспечивается после 15 минут прогрева.Помимо основных режимов генератор способен работать в дополнительном режиме – синхронизации, когда частота его синхронизируется внешним сигналом.Для работы генератора в синусоидальном режиме установите тумблер ПГ «» в положение «». Далее нужно выставить нужную частоту выходного сигнала переключателем «Множитель» и ручкой «Частота Hz».Для работы генератора в прямоугольном режиме необходимо тумблер ПГ «» установить в противоположное положение. Частота настраивается аналогично. В обоих случаях по необходимости нужно согласовывать нагрузку с выходным сопротивлением.После окончания измерения генератор необходимо отсоединить от сети.8 Описание электрической принципиальной схемыЗадающий генератор.Частота гармонических колебаний, создаваемых задающим генератором, определяется частотно-избирательной цепью, которая представляет собой Г-образный четырехполюсник, включенный в цепь положительной обратной связи. На рисунке 4 представлена схема частотно-избирательной цепи. На рисунках 7 и 8 представлена электрическая принципиальная схема задающего генератора.Рисунок 5. Частотно-избирательная цепьГенерируемая частота определяется по формуле:f0=12∙RC;Где R и C – элементы частотно-избирательной цепи.Весь диапазон частот перекрывается пятью под диапазонами путем переключения резисторов частотно-избирательной цепи R2—R11, R1З, R14. Плавное изменение частоты в пределах под диапазона осуществляется сдвоенным воздушным конденсатором переменной емкости С4-1, С4-2. Конденсаторы С5,С6,С7,С8 служат для коррекции фазовых сдвигов, конденсатор С1 — для коррекции начальной емкости на первом под диапазоне, обусловленной конструкцией фазовой цепи на этом под диапазоне, конденсаторы С2, СЗ, С9 — для точной установки начальной емкости. Усилитель задающего генератора является четырехкаскадным усилителем с гальваническими связями. Входной каскад усилителя собран на полевом транзисторе, обеспечивающем высокое входное сопротивление и малую проходную емкость.Схема синусоидального сигнала представлена на рисунке 6.Рисунок 5. Схема синусоидального сигналаЦепь отрицательной обратной связи, предназначенная для стабилизации величины выходного напряжения. Изменение сопротивления сток — исток, шунтирующего #15, изменяет общее сопротивление нижнего плеча делителя в цепи отрицательной обратной связи и тем самым напряжение обратной связи, подаваемое в исток V32. При этом увеличение отрицательного напряжение на затворе V37 приводит к увеличению сопротивления сток - исток V37 и, как следствие, к увеличению сопротивления нижнего плеча, увеличению отрицательной обратной связи — к уменьшению коэффициента усиления усилителя. Детектор отклонений представляет собой усилитель на транзисторе У40, включенном по схеме с общим эмиттером, работающий в режиме отсечки. Большую часть периода вход усилителя закрыт опорным напряжением, которое образуется резистивным делителем #31, #32, #33, #36 и источниками V9, V11...V13, V14, V15. Синусоидальный сигнал, превышающий уровень опорного напряжения, создает в выходной цепи детектора импульсный ток, заряжающий емкость СЮ. Точность работы детектора зависит от стабильности уровня опорного напряжения, которая обеспечивается стабилитронами V14, V15 с малым температурным дрейфом. Для компенсации дрейфа напряжения на диоде V10 и переходе транзистора У40 введена цепь V9, V1 1 . . . V13.Регулировка уровня опорного напряжения в небольших пределах производится с помощью переменного резистора R31. Для предохранения транзистора У40 от пробоя при включении генератора или переключении под диапазонов, когда сигнал на детектор не поступает, в коллекторную цепь включен диод V16. Цепь С14, R34, уменьшая чувствительность детектора при переходных процессах, возникающих при включении генератора и переключении под диапазонов, сокращает время этих процессов. Этой же цели служит ключ на V52, V53, разряжающий СЮ и диоды V54, V55 .Цепь R23, R24, С5 служит для компенсации гармонических искажений на выходе задающего генератора, возникающих из-за нелинейности характеристики транзистора V37.9 Усилитель мощностиУсилитель мощности служит для согласования задающего генератора с нагрузкой. Схема электрическая принципиальная приведена на рисунке 7 и 8. Первый каскад представляет собой дифференциальный усилитель, работающий на транзисторной матрице V41.1, V41.2. Для получения большего подавления синфазного сигнала в качестве эмиттерного сопротивления использован источник тока на транзисторе V42. Дополнительное симметрирование каскада осуществляется включением резисторов с малым сопротивлением R46, R53. Нагрузкой для первого каскада является низкое входное сопротивление каскада с общей базой на транзисторе V45. Весь ток V41.2 поступает в нагрузочную цепь V45, состоящую из источника тока на V41.