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 می

طراحی و ساخت فانكشن ژنراتور

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........................................................................................................

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 R₂ را 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 . 

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 می

طراحی و ساخت فانكشن ژنراتور

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........................................................................................................

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 R₂ را 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 .