Схемы генераторов автоматики, телемеханики и связи

Назначение и основные характеристики генераторов (частота и скважность вырабатываемых импульсов). Схема и принцип действия одно- и двухрелейного генератора, изучение временных диаграмм. Принцип кварцевой стабилизации частоты. Исследование RC-генератора.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид лабораторная работа
Язык русский
Дата добавления 21.06.2016
Размер файла 3,4 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС)

Кафедра: «Автоматика и Телемеханика»

Отчет по лабораторной работе №4 по дисциплине: «ТОАТ»

СХЕМЫ ГЕНЕРАТОРОВ АВТОМАТИКИ, ТЕЛЕМЕХАНИКИ И СВЯЗИ

Студент гр. 24Б Храмов С.И.

Руководитель Г.В. Ларионов

Омск 2016

Цель работы: изучение принципов построения и работы схем генераторов на реле и бесконтактных элементах.

Краткие теоретические сведения

Генераторы предназначены для формирования импульсных последовательностей сигналов прямоугольной формы, используемых в системах автоматики, телемеханики и связи. Основными характеристиками генераторов являются частота и скважность вырабатываемых ими импульсов. Частота генератора определяется количеством импульсов, вырабатываемых им за 1 с, а скважность q - отношением длительности периода Т импульсной последовательности к длительности импульса ф:

Необходимые значения параметров задаются путем подбора характеристик компонентов, включаемых в схемы генераторов.

Рис. 1 - схема однорелейного генератора

Принцип действия однорелейного генератора основан на размыкании цепи питания обмотки реле Р1 тыловым контактом p1 этого же реле. Частота генерации зависит от временных параметров самого реле и от компонентов схемы, которые влияют на эти параметры. Для увеличения длительности периода Т параллельно обмотке реле подключают электролитический конденсатор большой емкости.

Нормальная работа генератора возможна только при полном подъеме якоря реле, при этом замыкаются контакты 11, 12 и подаются импульсы напряжения на контролирующий светодиод VD1. Длительность и частота импульсов определяются значениями компонентов схемы и параметрами реле.

Рис.2 - схема генератора на двух реле

При замыкании контактов П2 на обмотку реле Р2 подается напряжение и реле Р2 срабатывает. Контактами 11, 12 реле Р2 включает реле Р3, которое, размыкая контакты 21, 23, выключает реле Р2. Размыкая контакты 11, 12, реле Р2 выключает питание реле Р3, которое, обесточившись, снова включает реле Р2 и т. д.

Изменение напряжения при коммутации емкости описывается при помощи динамических уравнений для простых цепей, для рассматриваемого случая решением этих уравнений будет напряжение:

(2)

(3)

где - изменение напряжения на обмотке реле при включении питания (рис. 2);

- изменение напряжения на обмотке реле при выключении питания (рис. 3);

Е - напряжение источника электропитания обмотки реле;

С - емкость электролитического конденсатора;

Rз, Rр - заряжающее, разряжающее сопротивление.

Временная диаграмма работы двухрелейного генератора

Рис.3 - Зависимость напряжения на обмотке реле от времени:

при включении (а) и выключении (б) питания

Рис.4 - временная диаграмма работы двухрелейного генератора

Генератор на интегральной микросеме

Рис.5 - схема генератора на интегральной микросхеме

Эта схема является простейшей и применяется в тех случаях, когда не требуется высокой стабильности частоты вырабатываемых импульсов. Частота регулируется с помощью изменения значений емкости С1 и сопротивления R2.

Для получения высокостабильной частоты применяют генераторы с кварцевыми резонаторами.

Рис.6 - схема генератора с кварцевой стабилизацией частоты

Экспериментальная часть

генератор кварцевый частота импульс

Однорелейный генератор

Рис.7 - временная диаграмма работы генератора при минимальном значении R1

Рис.8 - временная диаграмма работы генератора при среднем значении R1

Рис.9 - временная диаграмма работы генератора при максимальном значении R1

Таблица 1 - Параметры однорелейного генератора

Сопротивление R1

Параметры импульсной последовательности

частота, Гц

фронт, мс

спад, мс

минимальное

1,35

60

680

среднее

1,67

280

320

максимальное

2,78

280

80

Двухрелейный генератор

Рис.10 - временная диаграмма работы для схемы включения VD2 = р2

Рис.11 - временная диаграмма работы для схемы включения VD2 = р2р3

Рис.12 - временная диаграмма работы для схемы включения

Рис.13 - временная диаграмма работы для схемы включения

VD2 =

Рис.14 - временная диаграмма работы для схемы включения VD2 =

Таблица 2 - Параметры двухрелейного генератора

Схема

Параметр импульсной последовательности VD2

частота, Гц

импульс, мс

интервал, мс

скважность

а

1,67

280

320

2,14

б

1,67

70

530

8,57

в

1,67

80

520

7,5

г

1,67

180

420

3,33

д

1,67

120

480

5

Изучение бесконтактного генератора на элементах И-НЕ

Точки а

Точки б

Точки в

Рис.15 - диаграмма напряжения на генераторе относительно точки г (R5 минимальное)

Точки а

Точки б

Точки в

Рис.16 - диаграмма напряжения на генераторе относительно точки г (R5 среднее)

Точки а Точки б Точки в

Рис.17 - Диаграмма напряжения на генераторе относительно точки г

(R5 максимальное)

Таблица 3 - Результаты исследования RC-генератора

Сопротивление переменного резистора

Параметр импульсной последовательности

Частота, Гц

Комментарии по результатам исследования

минимальное

200

От сопротивления зависит только частота сигнала. Чем выше сопротивление, тем ниже частота.

среднее

95,24

максимальное

32,26

Изучение генератора с кварцевой стабилизацией частоты

Точка е

Точка ж

Точка з

Точка к

Точка м

Точка о

Точка и

Точка л

Точка н

Точка п

Точка р

Таблица 4 - измерения делителя частоты с кварцевой стабилизацией

Контрольные точки счетного триггера

Частота, кГц

Коэффициент деления

По осциллографу

Расчетный

д

166,67

е

80,65

2,07

2

ж

10

16,67

16

3

5

33,33

32

и

2,5

66,67

64

к

1,25

133,33

124

л

0,625

266,67

256

м

0,3215

533,34

512

н

0,15625

1066,69

1024

о

0,078125

2133,38

2048

п

0,038462

4333,37

4096

р

0,01923

8667,19

8192

т

0,009615

17334,37

16384

Вывод: В ходе лабораторной работы были изучены некоторые схемы генераторов железнодорожной автоматики и телемеханики, их принципы работы и некоторые характеристики, а также зависимость характеристик между собой.

Ответы на контрольные вопросы

1. На чем основан принцип действия однорелейного генератора?

Принцип действия однорелейного генератора (рис. 1) основан на размыкании цепи питания обмотки реле Р1 тыловым контактом p1 этого же реле. Частота генерации зависит от временных параметров самого реле и от компонентов схемы, которые влияют на эти параметры.

2. Как увеличить период генерации релейных генераторов без использования конденсаторов?

Для увеличения периода работы релейного генератора в его схему может включаться дополнительно одно или несколько реле. При этом схема генератора строится так, что контакты предыдущего включают питание последующему реле. Реле, срабатывающее последними своими контактами, должно разрывать цепи питания первого реле.

Период работы многорелейного генератора равен сумме времен срабатывания и отпускания всех реле, входящих в схему генератора.

3. В чем заключается принцип кварцевой стабилизации частоты?

Внешнее напряжение на кварцевой пластинке вызывает её деформацию. А она, в свою очередь, приводит к появлению электрического заряда на поверхности кварца (пьезоэлектрический эффект). В результате этого механические колебания кварцевой пластины сопровождаются синхронными с ними колебаниями заряда на её поверхности, и наоборот.

4. По какой формуле рассчитывается коэффициент деления счетного триггера без предварительной установки?

Коэффициент деления без принудительной установки равен числу два в степени номера счетного триггера: Кд = 2n.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Классификация частот и генераторов. Резонансный метод генерации частот и источники погрешности. Их назначение и область применения. Схема генератора высокой частоты. Основные технические характеристики. Получение синусоидальных колебаний высокой частоты.

    курсовая работа [216,2 K], добавлен 04.04.2010

  • Преобразование энергии источника постоянного тока в энергию электрических колебаний при помощи релаксационных генераторов. Устройство автоколебательного мультивибратора на дискретных компонентах. Выбор структурной схемы генератора прямоугольных импульсов.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 14.06.2011

  • Синтез распределителя импульсов на двух вариантах триггеров с выбором наилучшего из них по критерию "минимум аппаратных затрат". Построение схемы обнуления по включению питания. Расчет генератора тактовых импульсов. Построение временных диаграмм работы.

    автореферат [279,5 K], добавлен 09.06.2013

  • Разработка структурной схемы свип-генератора. Схема генератора качающейся частоты. Основные характеристики и параметры усилителей. Нелинейные искажения усилителя. Входное и выходное напряжения. Расчёт коэффициента усиления по мощности усилителя.

    курсовая работа [456,4 K], добавлен 28.12.2014

  • электрическая принципиальная схема таймера повышенной точности на диапазон временных интервалов с использованием внутреннего кварцованного генератора (калибратора) для работы в режиме генератора прямоугольных импульсов. Параметры схемы и ее точность.

    курсовая работа [40,2 K], добавлен 24.06.2008

  • Принципиальная схема генератора пачек импульсов и перечень его элементов, разработка алгоритма и программы функционирования. Обзор архитектуры AT90S2313 и система его команд. Моделирование работы генератора пачек импульсов с помощью Visual Micro Lab.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 06.06.2011

  • Изучение схемотехники и функционирования биквадратурного генератора прямоугольных импульсов. Вычисление значения частот на выходах микросхемы. Определение назначения резисторов. Применение генератора при создании синхронных фильтров частотных сигналов.

    лабораторная работа [310,0 K], добавлен 18.06.2015

  • Основные характеристики и эквивалентная схема кварцевого резонатора. Трехточечные схемы автогенераторов, их преимущества. Расчет основных показателей генератора. Проектирование печатной платы и принципиальной схемы генератора и источника питания.

    курсовая работа [975,2 K], добавлен 20.01.2013

  • Методы расчета двухконтурной цепи связи генератора с нагрузкой. Нагрузочные характеристики лампового генератора с внешним возбуждением. Расчет значений максимальной мощности и оптимального сопротивления связи XсвОПТ для двух режимов работы генератора.

    курсовая работа [210,6 K], добавлен 21.07.2010

  • Структурная схема и принцип действия разрабатываемого проекта. Разработка объединённой таблицы истинности. Расчёт генератора импульсов, многоразрядного счётчика, схемы формирования импульса записи, выходных регистров памяти, схемы сброса по питанию.

    курсовая работа [959,1 K], добавлен 09.12.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.