регистрация /  вход

Проектирование генератора высоких частот (стр. 1 из 3)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ХАРЬКОВСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ РАДИОЕЛЕКТРOНИКИ

Кафедра МИТ

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине

«Расчет и проектирование средств измерительной техники »

на тему: «Проектирование генератора высоких частот».

Работу выполнила:

Руководитель курсовой работы:

ст. гр. МИТ-08-1

Штефан Н.В.

Коваленко М.А.

Белокурский Ю.П.

2008


РЕФЕРАТ

Пояснительная записка: 5 рис., 1 прил., 24 с.

В курсовой работе производится проектирование генератора высоких частот с заданными параметрами, рассматриваются методы генерации частот и основные схемные решения аналогичных приборов.


СОДЕРЖАНИЕ

Перечень условных обозначений, символов, единиц, сокращений и терминов

ВВЕДЕНИЕ

1 КЛАССИФИКАЦИЯ ГЕНЕРАТОРОВ

1.1 Классификация частот

1.2 Виды генераторов

1.3 Классификация генераторов

2 ОБЗОР ОСНОВНЫХ МЕТОДОВ ГЕНЕРАЦИИ ЧАСТОТ

2.1 Резонансный метод

2.2 Основные источники погрешности

3 ГЕНЕРАТОР ВЫСОКИХ ЧАСТОТ

3.1 Назначение и область применения

3.2 Проведение поверки

3.3 Основные технические характеристики

3.4 Схема генератора ВЧ

ВЫВОДЫ

ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ, СОКРАЩЕНИЙ И ТЕРМИНОВ

СИ – средство измерений;

СИТ – средства измерительной техники;

ФВ – физическая величина;

ЭВМ – электронно-вычислительная машина;

СКО – средне квадратическое отклонение;

ВЧ – высокая частота;

ГВЧ – генератор высоких частот.


ВВЕДЕНИЕ

Развитие многих направлений науки и техники определяются точностью измерения времени и частоты. Из семи основных физических величин (длина, масса, время, сила электрического тока, термодинамическая температура, сила света и количество вещества) эталоны времени и частоты являются самыми точными [1]. Это свидетельствует о том внимании, которое проявляет общество в процессе научной и производственной деятельности к вопросам измерения времени и его производной – частоты. В настоящее время Государственный первичный эталон времени и частоты, базирующийся на группе квантовых мер частоты (водородных, цезиевых, рубидиевых генераторов), обеспечивает воспроизведение единицы времени – секунды и единицы частоты – герца [1].

Измерения частоты – наиболее точный и быстро развивающийся вид измерений. Во-первых, единица времени (частоты) является основной единицей системы СИ; во-вторых, определение секунды связано с пересчетом событий, а пересчет является самым точным методом измерений; в-третьих, повышение точности измерений частоты необходимо для прикладного использования в телекоммуникациях, навигации, космической отрасли. За последние 50 лет суммарная относительная погрешность первичных государственных эталонов на основе цезиевых реперов частоты уменьшилась с ± 1×10

до ± 1,5×10
, то есть точность возрастала на порядок за каждые 10 лет. Никакой другой вид измерений не имеет такого значительного прироста, ведь возрастание точности в 2–3 раза за 10 лет уже считается отличным показателем. Проведенные исследования и сличения уже показывают возможность достижения погрешностей ± 1×10
… ± 1×10
. Но исследования в области измерения частоты продолжаются.

Таким образом, целью работы является систематизация и закрепление теоретических знаний с помощью основных разделов дисциплины: «Расчет и проектирование средств измерительной техники», приобретение навыков проектирования, разработки основных методов измерения, расчета и обеспечение основных метрологических характеристик


1 КЛАССИФИКАЦИЯ ГЕНЕРАТОРОВ

1.1 Классификация частот

Частотой колебаний называют число полных колебаний в единицу времени:

(1.1)

где t—время существования n колебаний.

Для гармонических колебаний частота

, где Т — период колебаний. Единица частоты герц определяется как одно колебание в одну секунду. Частота и время неразрывно связаны между собой, поэтому измерение той или другой величины диктуется удобством эксперимента и требуемой погрешностью измерения. В Международной системе единиц СИ время является одной из семи основных физических величин. Частота электромагнитных колебаний связана с периодом колебания Т и длиной однородной плоской волны в свободном пространстве (следующими соотношением:
.

Спектр частот электромагнитных колебаний, используемых в радиотехнике, простирается от долей герца до тысяч гигагерц. Этот спектр вначале разделяют на два диапазона — низких и высоких частот. К низким частотам относят инфра звуковые (ниже 20 Гц), звуковые (20— 20 000 Гц) и ультразвуковые (20—200 кГц).

Высокочастотный диапазон, в свою очередь, разделяют на высокие частоты (20 кГц — 30 МГц), ультравысокие (30 — 300 МГц) и сверхвысокие (выше 300 МГц). Верхняя граница сверхвысоких частот непрерывно повышается, и в настоящее время достигла 80 ГГц (без учета оптического диапазона).

Такое разделение объясняется разными способами получения электрических колебаний и различием их физических свойств, а также особенностями распространения на расстояние. Однако четкой границы между отдельными участками спектра провести невозможно, поэтому такое деление в большой степени условно.

1.2 Виды генераторов

Генератором радиосигнала называется устройство, в котором энергия одного или нескольких внешних источников преобразуется в энергию высокочастотных колебаний (радиосигнала). Генератор всегда включает в себя нелинейный генераторный прибор, в котором и происходит это преобразование, внешние электрические цепи источники питания.

Виды генераторов:

1. По форме выходного сигнала:

- синусоидальных сигналов (генератор Мейснера, генератор Хартли (индуктивная трёхточка), генератор Колпитца (ёмкостная трёхточка) и др.);

- прямоугольных импульсов — мультивибратор;

- функциональный генератор — прямоугольных, треугольных и синусоидальных импульсов.

2. По частотному диапазону:

- низкочастотные;

- высокочастотные.

3. По принципу работы:

- стабилизированные кварцевым резонатором;

- блокинг-генератор;

- RC-генератор.

1.3 Классификация генераторов

По ГОСТ 15094 [2] генераторы подразделяются на 6 видов: низкочастотные, высокочастотные, импульсные, сигналов специальной формы, шумовых сигналов и качающейся частоты. Однако следует учитывать, что классификационные границы условны, некоторые генераторы занимают промежуточное положение между низко- и высокочастотными, некоторые бывают комбинированными по виду сигнала. Для оптических генераторов существует аналогичная классификация. Кроме генераторов стандартизованных видов бывают генераторы отраслевого назначения (в составе контрольно измерительной аппаратуры).

Г2 — генераторы шума, имитируют белый или розовый шум.

Примеры: Г2-37, Г2-47, Г2-59

Г3 — генераторы низкой частоты, обычно от 20 Гц до 200 кГц, реже до 2 или 10 МГц, модуляция сигнала, как правило, не предусмотрена.

Примеры: Г3-102, Г3-109, Г3-122

Г4 — генераторы высокой частоты, предназначены для работы в радиочастотном диапазоне, различные виды модуляции.

Примеры: Г4-83, Г4-129, РГ4-14

Г5 — генераторы импульсов, воспроизводят последовательности прямоугольных импульсов, некоторые генераторы способны генерировать кодовые импульсные последовательности.

Примеры: Г5-54, Г5-80, Г5-89

Г6 — генераторы сигналов специальной формы, воспроизводят последовательности импульсов разной формы: треугольной, пилообразной, трапецеидальной и др.

Примеры: Г6-17, Г6-22, Г6-39

Г8 — генераторы качающейся частоты ;

ОГ — генераторы оптического диапазона

Примеры: ОГ-2-1, ОГ4-163, ОГ5-87

Генераторы отраслевого назначения — воспроизводят специальные сигналы, например, сложной формы или со сложными комбинированными методами модуляции, манипуляции; предназначены для проверки и настройки определенных видов радиоаппаратуры.

Основные нормируемые характеристики:

1. Диапазон воспроизводимых частот;

2. Точность установки частоты и ее нестабильность;

3. Диапазон установки выходных уровней (напряжения или мощности);

4. Точность установки выходного уровня, погрешность аттенюатора;

5. В зависимости от вида генератора могут быть дополнительные параметры — характеристики модуляции, временные характеристики импульсов и т.д.

2. ОБЗОР ОСНОВНЫХ МЕТОДОВ ГЕНЕРАЦИИ ЧАСТОТ

Определение установки частоты производят методом прямого измерения частоты электронно-счетным частотомером. Электронно-счетный частотомер должен обеспечивать измерение частоты генератора во всем диапазоне или в части диапазона устанавливаемых значений частоты.Структурная схема соединения приборов при измерении частоты представлена на (рис. 2.1).

1- выход основных импульсов, 2 – вход сигнала для измерения периода.

Рисунок 2.1 – Структурная схема соединения приборов при измерении частоты.

2.1 Резонансный метод

Состоит в настройке резонансной колебательной цепи, предварительно прокалиброванной по образцовому генератору и частотомеру, на измеряемую частоту и отсчитывание ее значения по шкале, связанной с элементом настройки. Метод применяется на частотах от 100 кГц до 100 ГГц [3].


Дарим 300 рублей на твой реферат!
Оставьте заявку, и в течение 5 минут на почту вам станут поступать предложения!
Мы дарим вам 300 рублей на первый заказ!