Реферат: Цифровой генератор синусоидальных колебаний

--PAGE_BREAK--Генераторы гармонических колебаний.


    Генератором гармонических колебаний называют устройство, создающее переменное синусоидальное напряжение при отсутствии входных сигналов. В схемах генераторов всегда используется положительная обратная связь.

 Различают аналоговые и цифровые генераторы.

    Аналоговые генераторы преобразуют энергию источника постоянного напряжения в энергию переменного выходного сигнала., Генератор гармонических колебаний должен содержать по крайней мере одну частотно-избирательную цепь, которая бы обеспечивала выполнение условия самовозбуждения на заданной частоте. В зависимости от вида частотно-избирательной цепи различает LC-генераторы, RC-генераторы, кварцевые генераторы и другие.

    Для аналоговых генераторов гармонических колебаний важной проблемой является автоматическая стабилизация амплитуды выходного напряжения. Если в схеме не предусмотрены устройства автоматической стабилизации, устойчивая работа генератора окажется невозможной. В этом случае после возникновения колебаний амплитуда выходного напряжения начнет постоянно увеличиваться, и это приведет к тому, что активный элемент генератора (например, операционный усилитель) войдет в режим насыщения. В результате напряжение на выходе будет отличаться от гармонического. Схемы автоматической стабилизации амплитуды достаточно сложны. На рис. 1 показан RC-генератор на ОУ с упрощенным мостом Вина и простейшей схемой стабилизации амплитуды.

<img width=«197» height=«188» src=«ref-1_465028251-1318.coolpic» v:shapes="_x0000_i1025">

Рис. 1

    На рис. 2 изображена упрощенная схема кварцевого генератора на основе операционного усилителя при использовании последовательного резонанса.

<img width=«201» height=«182» src=«ref-1_465029569-1172.coolpic» v:shapes="_x0000_i1029">

Рис. 2

    На частоте последовательного резонанса в схеме имеет место сильная положительная обратная связь, что и поддерживает автоколебания. Кварцевые резонаторы характеризуются высокой стабильностью и добротностью. Использование кварцевых резонаторов позволяет значительно снизить относительное изменение частоты генераторов. Однако, у кварцевых генераторов затруднено оперативное изменение частоты выходного сигнала.

    В отличие от аналоговых, цифровые генераторы обладают высокой стабильностью, надежностью, возможностью изменения частоты генерируемого сигнала в широких пределах и универсальностью.

    На рис. 3 изображена упрощенная схема кварцевого генератора на основе логических инвертирующих элементах при использовании последовательного резонанса. Схема разработана для работы на основной частоте кристалла.

<img width=«528» height=«192» src=«ref-1_465030741-2637.coolpic» v:shapes="_x0000_s1126 _x0000_s1125 _x0000_s1130 _x0000_s1127 _x0000_s1129 _x0000_s1131 _x0000_s1132 _x0000_s1133 _x0000_s1134 _x0000_s1135 _x0000_s1136 _x0000_s1137 _x0000_s1138 _x0000_s1139 _x0000_s1140 _x0000_s1141 _x0000_s1142 _x0000_s1143 _x0000_s1144 _x0000_s1145 _x0000_s1146 _x0000_s1147 _x0000_s1148 _x0000_s1149 _x0000_s1150 _x0000_s1151 _x0000_s1152 _x0000_s1153 _x0000_s1154 _x0000_s1155 _x0000_s1156 _x0000_s1157 _x0000_s1158 _x0000_s1159">

Рис. 3

    На рис. 4 изображена упрощенная схема кварцевого генератора на основе логических инвертирующих элементах при использовании параллельного резонанса. Схема разработана для работы также на основной частоте кристалла.

<img width=«480» height=«192» src=«ref-1_465033378-2233.coolpic» v:shapes="_x0000_s1160 _x0000_s1161 _x0000_s1162 _x0000_s1163 _x0000_s1164 _x0000_s1165 _x0000_s1172 _x0000_s1173 _x0000_s1174 _x0000_s1175 _x0000_s1177 _x0000_s1178 _x0000_s1179 _x0000_s1181 _x0000_s1182 _x0000_s1183 _x0000_s1184 _x0000_s1185 _x0000_s1187 _x0000_s1188 _x0000_s1193 _x0000_s1198 _x0000_s1199 _x0000_s1200 _x0000_s1201 _x0000_s1202 _x0000_s1203 _x0000_s1204 _x0000_s1205 _x0000_s1206">

4
    На рис. 5 изображена упрощенная схема R-C  генератора на основе логических инвертирующих элементах. Эта схема используется в неответственных частях устройства, т. к. она обладает простотой реализации, дешевизной деталей и не требует настройки, Но её основным недостатком является временная нестабильность и частота генератора будет изменяться от модуля к модулю из-за разброса параметров компонентов .

<img width=«588» height=«240» src=«ref-1_465035611-3057.coolpic» v:shapes="_x0000_s1238 _x0000_s1239 _x0000_s1240 _x0000_s1241 _x0000_s1242 _x0000_s1243 _x0000_s1244 _x0000_s1245 _x0000_s1246 _x0000_s1247 _x0000_s1254 _x0000_s1255 _x0000_s1256 _x0000_s1260 _x0000_s1263 _x0000_s1264 _x0000_s1265 _x0000_s1266 _x0000_s1267 _x0000_s1268 _x0000_s1269 _x0000_s1270 _x0000_s1271 _x0000_s1272 _x0000_s1273 _x0000_s1274 _x0000_s1275 _x0000_s1276 _x0000_s1277 _x0000_s1278 _x0000_s1279 _x0000_s1280 _x0000_s1281 _x0000_s1282 _x0000_s1283 _x0000_s1284 _x0000_s1285 _x0000_s1286">

Рис. 5
Но для получения генератора с высокими требованиями к его параметрам приходится использовать более сложные схемы. Именно такой генератор мы и будем проектировать.

Принцип действия проектируемого цифрового генератора основан на том, что в ПЗУ в цифровом виде записывают сведения о необходимой форме сигнала, которые последовательно считываются и передаются на ЦАП, формирующий аналоговый сигнал.


--PAGE_BREAK--