ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ЗАДАННОЙ ДЛИТЕЛЬНОСТИ (АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ)

ВВЕДЕНИЕ
Генераторы импульсов - это устройства для генерации импульсов определенной формы, амплитуды, продолжительности и рабочего цикла.
Импульсные генераторы различных типов получили широкое развитие в радиотехнических системах и, в частности, в импульсных радиолокационных системах.
В настоящее время они широко используются в электронном оборудовании, измерительной и вычислительной технике, системах передачи информации, технологическом оборудовании и бытовой технике.
Многие типы импульсных генераторов требуют их компоновки и классификации в соответствии с различными характеристиками.
В зависимости от функционального назначения и формы генерируемых импульсов генераторы подразделяются на следующие классы:
Промышленные генераторы прямоугольных импульсов;
Генераторы линейно изменяющихся (пилообразных) напряжений (ТОНОВ).
Генераторы прямоугольных импульсов включают:
- Желаемый прямоугольный формирователь импульсов, состоящий из импульсов произвольной формы или синусоидальных напряжений;
- Ожидающие генераторы, которые срабатывают при соответствующем импульсе;
- Генераторы автоколебаний (мультивибраторы, блокирующие генераторы и генераторы фантастроны);
- Генераторы извилистых последовательностей (которые образуют последовательность импульсов с продолжительностью, равной длительности интервала между импульсами);
- Генераторы цифровых последовательностей импульсов.
Генераторы видеоимпульсов могут использоваться для генерации (или модуляции) радиоимпульсов той же формы с высокочастотным заполнением.
Высокочастотная импульсная модуляция выполняется в соответствии с амплитудой, частотой или фазой.
Основной целью этого проекта является разработка и моделирование функциональной схемы цифрового импульсного генератора определенной продолжительности, а также выполнение отслеживания схемы и проектирование печатной платы.
Задачи проекта заключаются в следующем:
1. Изучить основные характеристики импульсного генератора определенной продолжительности, конструкции и принципа работы.
2. Выбрать и обосновать техническое решение, а именно выбрать определение генератора импульсов, электронных компонентов, параметров ШИМ-генератора и рассчитать параметры схемы ШИМ-генератора.
3. Выберите элементную базу разрабатываемого цифрового импульсного генератора определенной продолжительности.
4. Разработать функциональную схему цифрового импульсного генератора с заданной продолжительностью.
5. Смоделировать цифровой генератор импульсов определенной продолжительности.
6. Выполнить трассировку печатной платы, спроектировать ее.
7. Рассчитать экономическую часть сборки цифрового импульсного генератора с определенной продолжительностью.

1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
1.1 Основные характеристики генератора импульсов заданной длительности
На практике генератор импульсов рассматривается либо как электронная схема, либо как часть электронного тестера, используемого для генерации прямоугольных импульсов. Таким образом, генераторы импульсов на практике в основном используются для работы с цифровыми схемами, а генераторы связанных функций в основном используются для аналоговых схем.
Простые импульсные генераторы обычно позволяют управлять основными свойствами импульсного сигнала, такими как:
- Частота следования импульса (частота), которая равна 1 / Т и измеряется в герцах (Гц, где 1 Гц - одно колебание в секунду);
- Длительность импульса, равная τ, измеряемая в долях секунды (мили, микро, нано и другие);
- Поскольку амплитуда импульса, равная A, может быть плавно или плавно регулируемой на различных профессиональных устройствах;
- Рабочий цикл импульса, который выражается через s и определяется отношением периода (t) к длительности импульса;
- Коэффициент заполнения, который является обратной величиной импульсной последовательности и определяется как d = 1 / с;
- Задержка, связанная с внутренним или внешним триггером;
- Импульс высокого и низкого напряжения.
На практике более сложные генераторы импульсов могут контролировать как время нарастания, так и время затухания импульсов. В настоящее время доступны импульсные генераторы для генерации выходных импульсов с шириной (продолжительностью) от минут до менее 1 пикосекунды.
Импульсные генераторы, как правило, являются источниками напряжения, а настоящие импульсные генераторы тока доступны только у нескольких их поставщиков.
Генераторы импульсов могут использовать цифровые методы, аналоговые методы или комбинацию обоих методов для генерации выходных импульсов. Например, частота и продолжительность импульса могут контролироваться цифровым способом, но амплитуда импульса, время нарастания и затухания могут определяться аналоговой схемой в выходном каскаде генератора импульсов. На практике импульсные генераторы при правильной настройке также могут генерировать прямоугольную волну с рабочим циклом 50%. Генераторы импульсов, как правило, представляют собой одноканальные генераторы, которые обеспечивают частоту, задержку, ширину и выходной сигнал.