Моделирование работы генератора

 

Генератор был смоделирован с помощью системы автоматизированного проектирования (САПР) Proteus 8 [11]. Proteus — это пакет программ для автоматизированного проектирования электронных схем. Это система моделирования, основанная на моделях электронных компонентов PSpice. Отличительной особенностью, данной САПР является возможность моделирования работы программируемых устройств: микроконтроллеров, микропроцессоров и др.

На рис. 9 показаны блок настройки частоты, микроконтроллер и дисплей. После запуска моделирования на экране отображается начальная частота и шаг (рис. 10). После нажатия кнопок частота и высота тона соответственно изменяются.

Рис.9. Моделирование блока настройки, микроконтроллера и дисплея

Рис.10. Изображение на дисплее до (а) и после (б) нажатий

На рис.11. показан процесс получения осциллограмм сигналов в различных точках блока контроля амплитуды. Рассмотрим подробнее происходящие процессы. Сигнал с модуля DDS поступает на один из входов дифференциального усилителя (схема этого сигнала показана на рис. 12). На второй вход поступает постоянный сигнал 0,65 В. На выходе первого ОУ мы видим дифференциальный сигнал с вычтенной постоянной составляющей (рис. 13). Затем сигнал усиливается неинвертирующим усилителем. Полученный усиленный сигнал показан на рис. 14.

Рис.11. Процесс снятия осциллограмм сигналов

 

Рис.12. Сигнал с модуля DDS на входе дифференциального усилителя

 

Рис.13. Дифференциальный сигнал с вычтенной постоянной составляющей на выходе ОУ

 

Рис.14. Полученный усиленный сигнал

 

Амплитуда выходного сигнала регулируется изменением сопротивления переменного резистора RV2. Его импеданс составляет 40 кОм. Графики выходного сигнала при различном сопротивлении RV2 показаны на рис.15, рис.16 и рис.17.

Рис.15. График выходного сигнала при 100% сопротивления переменного резистора

Рис.16. График выходного сигнала при 50% сопротивления переменного резистора

 

Рис.17. График выходного сигнала при 25% сопротивления переменного резистора

 

Представленные графики показывают, как изменяется амплитуда выходного сигнала в зависимости от сопротивления переменного резистора. Это соответствует требованиям технического задания на блок настройки выходного сигнала.

 

Заключение

 

Данная работа была посвящена разработке и моделированию цифрового генератора синусоидального сигнала. Разработанный генератор может быть использован в составе супергетеродинного радиоприемника и, более конкретно, в качестве гетеродина, входящего в состав преобразователя частоты. Также разработанное устройство может служить источником синусоидального сигнала в других устройствах.

В ходе данной работы была проведена разработка технического задания. По его условиям были проведены конструкторская проработка и техническая документация, проанализированы существующие схемные решения. На основе полученных знаний была проведена разработка общей схемы генератора, подобраны и обоснованы комплектующие, составлена ​​принципиальная схема устройства. Программа управления была написана в соответствии со спецификациями используемых цифровых элементов. Также было выполнено компьютерное моделирование узлов и программного обеспечения этого генератора с помощью системы автоматизированного проектирования Proteus 8.

Подводя итог, можно сделать следующий вывод: гипотеза, выдвинутая в начале работы, верна. Действительно, можно разработать достаточно точный и в то же время недорогой и простой в сборке генератор. Компьютерное моделирование показало работоспособность разработанной схемы.

В дальнейшем необходимо испытать генераторв лабораториии, если результаты испытаний успешны, разработать печатную плату и корпус.