طراحی و ساخت فانكشن ژنراتور

گسترش صنعت الكترونیك در كشور و نیاز به نیروهای متخصص برای پیشبرد هر چه بهتر این صنعت لزوم آشنایی دانشجویان این رشته با كاربرد های علمی وفنی را ایجاب می كند

طراحی و ساخت فانكشن ژنراتور

پیشگفتار :

گسترش صنعت الكترونیك در كشور و نیاز به نیروهای متخصص برای پیشبرد هر چه بهتر این صنعت لزوم  آشنایی دانشجویان این رشته با كاربرد های علمی وفنی را ایجاب می كند .

 كمبود كاركردهای عملی و تئوریك بودن اكثر دروس و مطالب دانشگاهی ، باعث تك بعدی شدن دانشجویان و ایجاد مشكلاتی در استفاده از مطالب خوانده شده برای پیشرفته كردن صنعت كشور شده است .

همانطوریكه تا امروز  در كشورما و بسیاری از كشورهای در حال پیشرفت دیده شده ، فقط تحقیقات و یا تعمیرات برای پیشرفته شدن یك كشور كافی نیست و در كنار تمام این فعالیت ها نیاز به بخش ها و افرادی برای تبدیل تحقیقات انجام شده به كاركردهای  عملی احساس می شود و این بخش ها به عنوان پلی برای اتصال دو بخش تحقیقات و تعمیرات شمرده می‌شوند .

در این  راستا پروژه  كارشناسی ـ به عنوان آخرین آزمون  دورة كارشناسی دانشجو ـ می تواند در جمع بندی بخشی ( و نه تمام ) مطالب مطالعه شده در دورة چهار سالة كارشناسی مفید واقع شود .

بنابراین ارائه پروژه های عملی از طرف اساتید دانشگاهی و كمك به دانشجویان در انجام این پروژه ها ؛ می تواند این جمع بندی  نهایی از مطالب و نحوة بكار‌گیری  مطالب تئوری در بخش های عملی توسط دانشجو را تحقق بخشد و شاید دانشجو را بیش از پیش به بعد عملی رشتة خود علاقه مند سازد

با تشكر از زحمات استاد گرامی جناب  آقای دكتر فتاح كه در طول دورة كارشناسی و انجام پروژه های عملی همواره یاریگر دانشجویان بوده و هستند. و در طی این پروژه با رهنمودهای ارزندة خود ما را یاری كرده و ایرادها و كاستی‌های كار را نادیده

آرشیلا تقیان – آرش ایزدی

نام دانشجویان: آرشیلا تقیان ـ آرش ایزدی

عنوان پروژه: طراحی و ساخت فانكشن ژنراتور

مقطع تحصیلی: كارشناسی

استاد راهنما: آقای دكتر فتاح

گرایش: الكترونیك

دانشكده: مهندسی برق و كامپیوتر

دانشگاه: شهید بهشتی

تاریخ: فروردین 84

چكیده :

گزارشی كه پیش روی دارید ؛ گزارش پروژة كارشناسی با موضوع طراحی و ساخت فانكشن ژنراتور است . كه به منظور استفادة عملی از مطالب تئوری و نحوة ارتقاء دستگاههای آزمایشگاهی استفاده شده ، انتخاب شده است . این طراحی و ساخت به دو فرم كلی و كاملاً متفاوت- یكی از این دو فرم تكنولوژی استفاده شده درآی سی Max038  را به كار گرفته- انجام گرفته است .

ولی به دلیل محدودیت بازار  ایران  ، و موجود نبودن این آی سی در بازار ، طرح دومی بكمك گرفتن از قطعات پایة مورد استفاده در این آی سی صورت گرفته است .

ولی متأسفانه استفاده از قطعات جداگانه در مدار باعث پایین آمدن ماكزیمم فركانس ، در خروجی امواج شده است.

كلمات كلیدی: Duty Cycle ـ Offset ـ آستابل ـ انتگرال‌گیر میلر

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                 صفحه

چكیده .................................................................................................................  4 

كلمات كلیدی.......................................................................................................... 4

مقدمه .................................................................................................................  6

فصل اول – فرم نهایی مدار با استفاده از آی سی های پایه و قطعات آنالوگ     

1-1-          مدار تولید موج مربعی با فركانس و duty cycle متغیر ودامنة ثابت ....................................  15

1-2-          مدار مبدل  موج مربعی به مثلثی ..........................................................................  20

1-3-          مدار مبدل موج مثلثی به سینوسی .........................................................................  23

1-4-          بخش تغییرات دامنه ..........................................................................................  25

فصل دوم – فرم نهایی با استفاده از آی سیMAX038 و قطعات آنالوگ

2-1- مشخصات آی سی ............................................................................................  27

2-2- فرم نهایی و مقادیر قطعات اصلی ..............................................................................  31

نتیجه گیری .....................................................................................................

پیوست‌ها.........................................................................................................

پیوست 1: اطلاعات فنی Max038....................................................................

پیوست 2: اطلاعات فنی تایمر LM555...........................................................

پیوست 3: اطلاعات فنی آی‌سی 7414HC.......................................................

پیوست 4: اطلاعات فنی آی‌سی CA3140.......................................................

فهرست منابع ...........................................................................................................

Abstract...........................................................................................................

Keywords........................................................................................................

فهرست اشكال

فصل اول...........................................................................................................

شكل 1-1: طرح مدار با آپ آمپ‌ها و ترانزیستورها.................................................................

شكل 1-2: طرح بلوك دیاگرامی مدار.................................................................................

شكل 1-3: مدار آستابل با 555.......................................................................................

شكل 1-4: مدار برای بدست آوردن خروج مثلثی...................................................................

شكل 1-5: مدار برای بدست آوردن خروجی سینوسی..............................................................

شكل 1-6: خروجی بخش مبدل مثلثی به سینوسی....................................................................

شكل 1-7: بلوك دیاگرام بخش‌های اصلی مدار........................................................................

شكل 1-8: بلوك دیاگرام تولید موج مربعی...........................................................................

شكل 1-9: مقادیر ارائه شده برای مدار آستابل با 555...............................................................

شكل 1-10: مقادیر ارائه شده برای مبدل مربعی به مثلثی............................................................

شكل 1-11: مقادیر ارائه شده برای مبدل مثلثی به سینوسی..........................................................

شكل 1-12: خروجی سینوسی ......................................................................................

شكل 1-13: مدار بخش تغییرات دامنه.................................................................................

شكل 1-14: شكل نهایی مدار ........................................................................................

فصل دوم..........................................................................................................

شكل 2-1: فرم آی‌سی و پایه‌ها.......................................................................................

شكل 2-2: نمودار بلوكی عملیاتی آی‌سی 8038......................................................................

شكل 2-3: فرم كلی مدار مولد شكل موج 8038...................................................................

شكل 2-4: خروجی‌های آی‌سی Max038..........................................................................

شكل 2-5: شمای داخلی آی‌سی و المان‌های مورد نیاز ...............................................................

شكل 2-6: شكل نمونه برای تولید موج سینوسی ....................................................................

مقدمه :

برای طراحی مدار فانكشن ژنراتور از مطالعه كتابهای تكنیك پالس و مرور شیوه تولید امواج مختلف شروع كردیم .

با مطالعة مدارهای پایه و شیوة  تولید و كنترلی امواج مختلف به دنبال ساده‌تر  كردن بخش های مختلف و یا استفاده از تكنولوژیهای مختلف برای بالا بردن سطح فركانس امواج كاهش اعوجاج موجود در امواج خروجی ؛ با استفاده از جستجو  در سایت های مختلف الكترونیك و محصولات كارخانه های مختلف ؛ تصمیم به استفاده از آی سی Max038  - تولید كارخانة ماكسیم – گرفتیم  كه در میان آی سی های موجود دارای بالاترین فركانس و كمترین اعوجاج بود ویژگیهایی خاص داشت كه در بخش دوم این  فصل به طراحی مدار و بررسی این ویژگیها پرداخته شده است .

به دلیل عملی  نبودن این مدار – موجود نبودن آی سی مربوط – سعی در طراحی مدار با استفاده از مدارهای پایه داشتیم كه ساخت مدارنهایی با توجه به این طرح صورت گرفته است .

بنابراین به دلیل ساخت علمی این مدار بوسیلة فرم ساخت ، قطعات پایه ؛ این فرم در فصل اول و فرم ساخت با آی سی در فصل دوم بررسی خواهد شد .

مقدمات تولید امواج با استفاده از دو طرح مختلف :

دو طرحی كه در ادامه بررسی می شوند ؛  می توانند به طور جداگانه در تولید امواج سه گانة سینوسی ، مثلثی و مربعی به كار گرفته شوند . توضیحات ارائه شده در این دو طرح ، فقط به منظور آشنایی با مطالب پایه و مرور روشهای تولید  موج است و در طرح نهایی مدار پروژه از قوانین بنیادی تولید این امواج استفاده شده است .

1)     طرح ارائه شده با آپ امپ ها و ترانزیستورها :

شكل (1-1)

مدار ما از سه بخش تقویت كننده، بافر و انتگرال گیر كه با شماره های    1 ,2 , 3   مشخص شده اند تشكیل شده است . برای تحلیل مدار ودرك نحوة كاركرد آن ابتدا فرض  می كنیم ،  در لحظة اول آپ امپ شمارة 1 در حالت اشباع مثبت باشد . با در نظر گرفتن حالت اشباع مثبت آپ امپ 1  ؛ خروجی آن در مقدار تقریبی +Vcc خواهد بود كه این باعث روشن شدن ترانزیستورپایینی و هدایت ولتاژ U_m – به ورودی پایة مثبت آپ امپ 2 می شود .

آپ امپ 2 به عنوان یك بافر عمل كرده و ولتاژ V_m را به خروجی خود می برد  باعث ایجاد  جریان I₁ در مقاومت R شده و شروع به شارژ خازن می  كند .

شارژ خازن تا جایی ادامه  می یابد كه ولتاژ خروجی ما با مقدار ولتاژ  برابر شود با رسیدن Vo به این مقدار آپ امپ 1 به حالت اشباع منفی رفته و ترانزیستور روشن به عوض خواهد شد ( ترانزیستور بالایی روشن شده ) و ولتاژ ایجاد شده باعث دشارژ خازن می شود و این امر تا جایی كه ولتاژ خروجی به Vcc برسد ادامه پیدا می كند .

شارژ  و دشارژ خازن باعث ایجاد موج مثلثی با دامنه ثابت بین  می شود كه به دلیل ثابت بودن  جریان I₁ و خطی بودن آن ؛ موج كاملاً مثلثی لست .

با توجه به توضیحات داده شده می بینیم كه مدار در دو مقدار  كار می كند كه این دو مقدار در خروجی های مختلف متفاوت است . بناراین در خروجی آپ امپ 1 و یا ورودی و خروجی آپ امپ 2 بسته به دامنة موج مورد نظر ؛ موج مربعی خواهیم داشت ، تا بحال توانسته ایم با این مدار دوموج مربعی و مثلثی را بدست آوریم .

برای بدست آوردن موج سینوسی ؛با بافر كردن ، خروجی مثلثی آن را به یك مدار مبدل مثلثی به سینوسی می دهیم تا موج مثلثی بدست آوریم .

این مدار برای تولید موج ثابت ؛ مناسب است  ، برای تغییرات دامنه با توجه به رابطة  باید بتوانیم R₁ و R₂را كه تنها متغییرهای مفید هستند تغییر دهیم .

با بدست آوردن رابطة فركانس مدار با مقاومت ها و ولتاژ های موجود :  می بینیم كه با تغییر مقاومت های R₁ وR₂ فركانس ما نیز متغیر بوده و فركانس با تغییرات دامنه تغییر خواهد كرد.

البته می توان به نسبت تغییرات  را طوری انتخاب كرد كه اثر تغییرات R₁ وR₂ از بین  برود ولی جواب آخر ما مقدار دقیق نبوده و شكل موج ها واضح نخواهند بود . بنابراین با توجه به این ضعف مدار از طراحی به این شكل صرفنظر كرده و به طراحی مدار به فرم زیر پرداختیم .

(2 طراح ارائه شده با استفاده از آی سی 555 :

برچسب ها : طراحی و ساخت فانكشن ژنراتور , طراحی و ساخت , فانكشن , ژنراتور , فانکشن ژنراتور , پروژه , تحقیق , مقاله , پژوهش , پایان نامه , دانلود پروژه , دانلود تحقیق , دانلود مقاله , دانلود پژوهش , دانلود پایان نامه