Proiect DCE - Generator de Sistem Sinusoidal

Să se proiecteze un generator de semnal sinusoidal pentru domeniul de audiofrecvenţă ( m=4).

Cuprins :

1. Oscilatorul va fi realizat cu ajutorul unui amplificator operaţional şi va avea frecvenţa cuprinsă – fmin = 10 m Hz= 40Hz şi fmax = 25 + m KHz = 29 KHz. Tensiunea de ieşire va avea o amplitudine maximă Vomax = 4V şi Vomin = m mV= 4 mV. Impedanţa de sarcină se consideră pur rezistivă şi are o valoare RL = 50Ω.

2. Reţele de reacţie ( filtre) se va realiza o prezentare şi o comparaţie între reţeaua Wien şi alte tipuri de reţele de reacţie trasând caracteristica funcţiilor de transfer în urma rezolvării analitice. Se va adopta pentru oscilator una dintre aceste reţele.

3. Bufferul (etaj separator) va fi realizat cu posibilitatea de reglaj în trepte (brut) precum şi fin a amplitudinii semnalului de ieşire. Eventual se va utiliza o reţea de tip atenuator calibrat. Dacă este necesar se va proiecta şi un etaj tranzistorizat de adaptare la rezistenţa de sarcină.

4. Sursa de alimentare stabilizată pentru alimentarea întregului montaj (sursă clasică) conţine : transformator redresor, filtru şi stabilizator. Stabilizatorul ce va fi proiectat este obligatoriu cu tranzistoare, opţional se pot prezenta în proiect şi tranzistoare integrate, dar calculele se vor face pe varianta cu tranzistoare .

Tensiunile de alimentare pot fi alese în 2 variante :

a) tensiune unipolară 7 + m (V) = 11 (V).

b) tensiune bipolară , 2 tensiuni simetrice faţă de masă

VCC= 7+ m(V)= 11 (V) şi VEE = -7- m (V)= - 11 (V).

5. Material grafic obligatoriu :

- schema bloc generală

- schema electronică de detaliu

- lista de materiale şi componente

6. Concluzii

7. Bibliografie

I.Prezentare :

Oscilatorul este alcătuit din următoarele blocuri :

-un oscilator realizat cu un circuit amplificator operaţional şi reacţie pozitivă, având frecvenţa reglabilă în trepte şi fin între 40Hz şi 29KHz.

– un etaj buffer care permite reglarea amplitudinii semnalului în trepte şi fin între 4mV şi 4V pe o sarcină considerată pur rezistivă şi de valoare RL=50Ω

– o sursă de alimentare stabilizată care alimentează amplificatorul operaţional cu o tensiune bipolară ±11V şi etajul buffer.

Se observă că circuitul principal al oscilatorului este amplificatorul cu reacţie negativă. Acest circuit are două intrări: una inversoare , notată pe schemă cu “-”, şi una neinversoare notată pe schemă cu “+“. Amplificatorul amplifică de fapt diferenţa semnalelor de la cele doua intrări ,cea neinversoare, respectiv cea inversoare. Astfel la ieşirea amplificatorului va fi un semnal :

Uout= A(Uin+-Uin-)

Unde:

Uout este tensiunea la ieşirea amplificatorului

Uin+ tensiunea la borna neinversoare

Uin- tensiunea la borna inversoare

A -amplificarea amplificatorului in prezenţa reacţiei negative.

Schema bloc generală

II. Reţele de reacţie :

II.1. Reacţia pozitivă

Oscilatorul este format din amplificatorul operaţional cu reacţie negativă şi un circuit de reacţie pozitivă, în funcţie de care sunt amplificate semnalele cu anumite frecvenţe, iar altele sunt atenuate.

Există mai multe tipuri de circuite folosite în reacţia pozitivă, dintre aceste se vor prezenta doar 3, din care se va alege una pentru realizarea proiectului. Aceste circuite lasă sa treacă semnale cu frecvenţa numai într-o anumită bandă de frecvenţă, de aceea se mai numesc şi filtre trece bandă, şi nu introduc nici o defazare semnalului.

Pentru aceste circuite de o importanţă deosebită sunt expresiile funcţiei de transfer β(ω) şi frecvenţa de lucru. Defazarea este de asemenea importantă, însă aşa cum am precizat defazarea în cazul acestor circuite este nulă, fiind folosite pe intrarea neinversoare a amplificatorului operaţional, care deci nu introduce nici el defazare. Există şi circuite formate din celule care au rol de filtru trece jos sau trece sus – lasă sa treacă semnalele cu frecvenţa mai mică, respectiv mai mare decât frecvenţa de lucru –, care introduc o defazare de 180° şi care se conectează pe intrarea inversoare a amplificatorului, astfel încât cu defazarea suplimentară de 180° introdusă de amplificator, la ieşire semnalul să fie în fază cu semnalul de la intrare.