Синтезатор гармонічного сигналу

1. «Синтезатор гармонічного сигналу»

{Прийма Дмитро Павлович РТ-31

2. Анотація

Розглянута дія та особливості роботи пристрою
синтезатора гармонічного сигналу на прикладі
аналогічних з ним конструкцій, а саме синтезатора
сітки частот, інших синтезаторів, та синтезатора на
мікроконтролері. Розробили структурну та
функціональну схему пристрою. Більш детально
розглянуто підсилювач резонансної частоти. На базі
розроблених схем та довідкових даних розроблено
принципову схему підсилювача з визначенням
електричних параметрів її елементів. Зроблено
висновки за результатами роботи над проектом.

3. ЗМІСТ

Вступ………………………………………………………………………………4
1 Огляд аналогічних конструкцій………………………………………………
5
Синтезатор сітки частот………………………………………………5
Синтезатори частоти………………………………………………….8
Синтезатор частоти DDS на AD9850……………………………….12
Розрахункова частина………………………………………………………15
Структурний розрахунок……………………………………………15
Розрахунок принципових схем…………………………………….16
Моделювання роботи підсилювача……………………………………….19
Проектування підсилювача резонансної частоти…………………………24
Висновки……………………………………………………………….………..25
Перелік посилань…………………………………………………………..…..26
Додаток А……………………………………………………………………….27

4. Вступ

Синтезатор частот — прилад для генерації електричних
гармонічних коливань за допомогою нелінійних перетворень
на основі одного чи декількох опорних генераторів. Вони
служать джерелами стабільних коливань в радіоприймачах,
передавачах, частотомірах, випробувальних генераторах
сигналів та інших пристроях, в яких необхідне налаштування
на різні частоти в широкому діапазоне та висока стабільність
вибраної частоти. Стабільність зазвичай досягається
застосуванням фазового автопідстроювання частоти чи
прямого цифрового синтезу з використанням опорного
генератора с кварцовою стабілізацією. Синтез частот
забезпечує більш високу точність та стабільність, ніж
традиційні електричні генератори з перебудовою зміни
індуктивності чи ємності, а також дуже широкий діапазон
перебудови без яких-небудь комутацій та практично миттєве
переключення на будь-яку задану частоту.

5. Рис.1.1 - Принципова електрична схема синтезатора сітки частот

6.

Табл.1 – Частоти, які виробляє синтезатор та діапазони [1]
Діапазо
н,МГц
1,8
3,5
 7
10
14
18
21
24
28
28,5
29
8
10
13,5
16,5
8,0
12
15
18,5
22
22,5
23
Частота 
синтезат
ора, 
МГц

7.

Рис. 1.2 – Осцилограма імульсів точки з’єднання VD4, VD5 [1].
Рис. 1.3 - Осцилограми імпульсів в точці з’єднання VD6, VD7 [1].

8.

Рис. 1.4 - Структурна схема ланцюга фазового автопідстроювання частоти
(синтезатора частот) [2].
Рис. 1.5 - Структурна схема цифрового синтезатора частот [2].

9.

Рис. 1.6 - Структурна схема цифрового синтезатора частот з
малим кроком перебудови частоти [2].

10. Синтезатор частоти DDS на AD9850

Синтезатор частоти DDS на AD9850
Рис. 1.7 - структурна схема синтезатора AD 9850 [3].

11.

Рис. 1.8 – Принципова схема управління генератором [3].

12.

Рис. 2.1 – структурна схема синтезатора гармонічного коливання з
ФАПЧ

13.

1. Розраховано стійкий коефіцієнт який дорівнює К с=0.8:
Кост=
b12 = 2πcC12
b12 – реактивний склад прохідної провідності.
2. Визначено параметри елементів схеми живлення за постійним
струмом:
Так як не маємо резисторів з таким опором, обираємо з найближчим
значенням, а саме
=
Rб = 15 кОм

14.

3. Розраховано провідність:
4. Зроблено розрахунок еквівалентного згасання:
5. З підручника Б. Боброва «Радіоприймальні пристрої» [4] та інформації про
транзистор p-n-p в схемі з спільним емітером обрано:
0.17
0.019
6. Виходячи із та літературних джерел, а саме Бобров «Радіоприймальні
пристрої» [4] отримано:
500 пФ
4201пФ
пФ
7. Знайдено необхідну індуктивність:

15. 3 Моделювання роботи підсилювача

3 Моделювання роботи підсилювача
Рис. 3.1 – Принципова схема підсилювача резонансної частоти

16.

Табл. 3.1 – Амплітудно та фазова частотні характеристики ПРЧ
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
500 550 600 650 660 670 680 690 700 710 720 730 740 750 800 850 900 950 1000
Рис. 3.2 – Діаграма амплітудно частотної характеристики.

17.

Рис. 3.3 – Осцилограма підсилювача резонансної частоти
160.00
140.00
120.00
100.00
80.00
60.00
40.00
20.00
0.00
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Рис. 3.4 – Діаграма фазо-частотної характеристики
15
16
17
18
19

18.

Висновки
Проаналізовано можливі підходи до реалізації завдання з
урахуванням досвіду у відомих аналогічних конструкція, таких як:
інші синтезатори частоти, синтезатор сітки частот, синтезатор на
мікроконтролері. Розроблено структурну схему пристрою згідно з
обраним технічним рішенням. Більшу увагу звернули на
підсилювач резонансної частоти. На базі структурної схеми
розроблено принципову схему підсилювача резонансної частоти з
визначенням електричних параметрів її елементів. Розраховано
амплітудно-частотну та фазо-частотну характеристики для
підсилювача резонансної частоти. З них можна побачити, що
синтезатор працює правильно з деякими похибками через
використане програмне середовище. Амплітудно-частотна
характеристика змістилася на значення 570 кГц та має деякий
крутіший провал при збільшенні частоти. Фазо-частотна
характеристика має мінімальних фазовий зсув у момент резонансу
та підвищується відходячи від нього. Отже, синтезатор
гармонічного коливання з урахуванням усіх особливостей та більш
точних розрахунків можна відтворити в простих умовах і він буде
працювати справно.