Исследование RC–автогенераторов для операционных усилителей с мостом Вина

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«воронежский государственный техническийУниверситет»

(ГОУВПО «ВГТУ»)

Радиотехнический факультет

Курсовая работа

по дисциплине Схемотехника электронных средств

Тема: Исследование RC – автогенераторов для операционных усилителей с мостом Вина

Разработал

студент ФВЗО группы РК-082(У)

А.Ю. Белялов

Руководитель

А.И. Мушта

Воронеж 2011

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) -43⁰ С до (+30+N) +48⁰ С.

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

10. Исследовать влияние обратной связи на генерацию колебаний

5. 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.

6. Влияние температур на форму и спектральный состав генерируемых колебаний

Для исследования влияния температур на частоту генерации колебаний, необходимо в заданию на моделирование добавить строку, учитывающую диапазон рабочих температур, в частности: .temp -43 48 и запустить задание на моделирование. [2]

*Generator

.lib C:PSpicek140ud8.mod

x1 3 1 6 5 4 k140ud8

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

.temp -43 48

.probe

.end

Графики выходных сигналов, с учетом влияния температур:

Спектры колебаний для операционного усилителя К140УД8 с учетом температур выглядят следующим образом:

Рис. 7 Спектр колебаний при температуре -43⁰ С

Рис. 8 Спектр колебаний при температуре 48⁰ С

7. Влияние обратной связи на генерацию колебаний

Для исследования влияния величины отрицательной обратной связи на генерацию колебаний необходимо в схеме изменить величину сопротивления, например R1, таким образом, чтобы баланс амплитуд не выполнялся:

*Generator

.lib D:PSpicek157ud2.mod

x1 3 1 6 5 4 k157ud2

c1 0 3 20u

c2 3 2 20u

r1 1 0 6.1k

r2 1 4 12k

r3 3 0 0.25k

r4 2 4 0.25k

v1 6 0 dc 15v

v2 0 5 dc 15v

.tran 100m 2s 0 uic

.probe

.end

Рис.9 Влияние обратной связи на генерацию колебаний

Из полученного графика видно, что при уменьшении коэффициента обратной связи, генерация становится хуже.

Заключение

В проделанном курсовом проекте смоделировали RC – автогенератор с мостом вина, используя операционный усилитель К140УД8.

Для обеспечения незатухающих колебаний, усилитель должен быть охвачен достаточной положительной обратной связью, т.е. должен быть выполнен баланс амплитуд и баланс фаз.

Сняв АЧХ операционного усилителя, с помощью программы PSpice, удалось увидеть, что коэффициент усиления ОУ имеет максимальное значение равное 72*10³ на частоте 1герц.

Спектральный анализ показал, что наличие гармони в выходном сигнале относительно невелико, чему способствует наличие отрицательной обратной связи.

Затухающее колебание происходят в результате того, что условие баланса амплитуд не выполняется. При уменьшение коэффициента обратной связи, генерация становится хуже.

Библиографический список

1. Каяцкас А.А. Основы радиоэлектроники: Учеб. Пособие для студентов вузов по спец. «Констр. и производство радиоаппаратуры».- М.: Высш. шк., 1988.-464 с.: ил.

2. Мушта А.И., Балашов Ю.С., Новожилов О.П. Схемотехническое моделирование аналоговых устройств.: Учебное пособие. 2003. -144с.

3. Степаненко И. П. Основы микроэлектроники: Учебное пособие для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001. – 488 с.: ил.

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать