فهرست مطالب

پیشگفتار :    ۱
چکیده :    ۲
مقدمه :    ۳
فصل اول    ۴
طراحی و ساخت فانکشن ژنراتور    ۴
با استفاده از مدارهای پایه تولید امواج    ۴
مقدمات تولید امواج با استفاده از دو طرح مختلف :    ۵
۱) طرح ارائه شده با آپ امپ ها و ترانزیستورها :۵
(۲ طراح ارائه شده با استفاده از آی سی ۵۵۵ :    ۷
طرح بلوک دیاگرامی :    ۷
مدار استابل با ۵۵۵ و همراه با تغییرات فرکانس و duty cycle .    ۸
محاسبه خازن ها :    ۱۷
۱-۲-مدار مبدل موج مربعی به مثلثی :    ۱۷
۱-۳-مدار مبدل موج مثلثی به سینوسی :    ۲۰
۱-۴-: مدار بخش تغییرات دامنه    ۲۲
فصل دوم   فرم نهایی با استفادهاز آی سی  Maxo38 و قطعات آنالوگ    ۲۴
۱-۲- آی سی پایه به عنوان فانکشن ژنراتور (۸ ۰۳۸ )    ۲۵
نکاتی در مورد نحوه  کارکرد  با آی سی    ۲۷
فرم کلی  مدار مولد شکل  موج    ۲۸
مروری بر عملکرد MAX038  :    ۲۹
شمای داخلی آی سی به همراه المان های مورد نیاز :    ۳۳
نتیجه گیری  :    ۳۵
فهرست منابع :    ۳۷

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

چکیده :

برای طراحی مدار فانکشن ژنراتور از مطالعه کتابهای تکنیک پالس و مرور شیوه تولید امواج مختلف شروع کردیم .

با مطالعه مدارهای پایه و شیوه  تولید و کنترلی امواج مختلف به دنبال ساده‌تر  کردن بخش های مختلف و یا استفاده از تکنولوژیهای مختلف برای بالا بردن سطح فرکانس امواج کاهش اعوجاج موجود در امواج خروجی ؛ با استفاده از جستجو  در سایت های مختلف الکترونیک و محصولات کارخانه های مختلف ؛ تصمیم به استفاده از آی سی Max038  – تولید کارخانه ماکسیم – گرفتیم  که در میان آی سی های موجود دارای بالاترین فرکانس و کمترین اعوجاج بود ویژگیهایی خاص داشت که 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 که ساخت مدارنهایی با توجه به این طرح صورت گرفته است .

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

کلمات کلیدی: Duty Cycle ـ Offset ـ آستابل ـ انتگرال‌گیر میلر، آی سی  Maxo38، فانکشن ژنراتورف طراحی

پیشگفتار :
گسترش صنعت الکترونیک در کشور و نیاز به نیروهای متخصص برای پیشبرد هر چه بهتر این صنعت لزوم آشنایی دانشجویان این رشته با کاربرد های علمی وفنی را ایجاب می کند .
کمبود کارکردهای عملی و تئوریک بودن اکثر دروس و مطالب دانشگاهی ، باعث تک بعدی شدن دانشجویان و ایجاد مشکلاتی در استفاده از مطالب خوانده شده برای پیشرفته کردن صنعت کشور شده است .
همانطوریکه تا امروز در کشورما و بسیاری از کشورهای در حال پیشرفت دیده شده ، فقط تحقیقات و یا تعمیرات برای پیشرفته شدن یک کشور کافی نیست و در کنار تمام این فعالیت ها نیاز به بخش ها و افرادی برای تبدیل تحقیقات انجام شده به کارکردهای عملی احساس می شود و این بخش ها به عنوان پلی برای اتصال دو بخش تحقیقات و تعمیرات شمرده می‌شوند .
در این راستا پروژه کارشناسی ـ به عنوان آخرین آزمون دوره کارشناسی دانشجو ـ می تواند در جمع بندی بخشی ( و نه تمام ) مطالب مطالعه شده در دوره چهار ساله کارشناسی مفید واقع شود .
بنابراین ارائه پروژه های عملی از طرف اساتید دانشگاهی و کمک به دانشجویان در انجام این پروژه ها ؛ می تواند این جمع بندی نهایی از مطالب و نحوه بکار‌گیری مطالب تئوری در بخش های عملی توسط دانشجو را تحقق بخشد و شاید دانشجو را بیش از پیش به بعد عملی رشته خود علاقه مند سازد.
مقدمه :
برای طراحی مدار فانکشن ژنراتور از مطالعه کتابهای تکنیک پالس و مرور شیوه تولید امواج مختلف شروع کردیم .
با مطالعه مدارهای پایه و شیوه تولید و کنترلی امواج مختلف به دنبال ساده‌تر کردن بخش های مختلف و یا استفاده از تکنولوژیهای مختلف برای بالا بردن سطح فرکانس امواج کاهش اعوجاج موجود در امواج خروجی ؛ با استفاده از جستجو در سایت های مختلف الکترونیک و محصولات کارخانه های مختلف ؛ تصمیم به استفاده از آی سی Max038 – تولید کارخانه ماکسیم – گرفتیم که در میان آی سی های موجود دارای بالاترین فرکانس و کمترین اعوجاج بود ویژگیهایی خاص داشت که 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 که ساخت مدارنهایی با توجه به این طرح صورت گرفته است .
بنابراین به دلیل ساخت علمی این مدار بوسیله 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 که در ادامه بررسی می شوند ؛ می توانند به طور جداگانه در تولید امواج سه گانه سینوسی ، مثلثی و مربعی به کار 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 .
۱) طرح ارائه شده با آپ امپ ها و ترانزیستورها :
مدار ما از سه بخش تقویت کننده، بافر و انتگرال گیر که با شماره های ۱ ,۲ , ۳ مشخص شده اند تشکیل شده است . برای تحلیل مدار ودرک نحوه کارکرد آن ابتدا فرض می کنیم ، در لحظه اول آپ امپ شماره ۱ در حالت اشباع مثبت باشد . با در نظر گرفتن حالت اشباع مثبت آپ امپ ۱ ؛ خروجی آن در مقدار تقریبی +Vcc خواهد بود که این باعث روشن شدن ترانزیستورپایینی و هدایت ولتاژ Um – به ورودی پایه مثبت آپ امپ ۲ می شود .
آپ امپ ۲ به عنوان یک بافر عمل کرده و ولتاژ Vm را به خروجی خود می برد باعث ایجاد جریان I1 در مقاومت R شده و شروع به شارژ خازن می کند .
شارژ خازن تا جایی ادامه می یابد که ولتاژ خروجی ما با مقدار ولتاژ برابر شود با رسیدن Vo به این مقدار آپ امپ ۱ 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 که ولتاژ خروجی به Vcc برسد ادامه پیدا می کند .
شارژ و دشارژ خازن باعث ایجاد موج مثلثی با دامنه ثابت بین می شود که به دلیل ثابت بودن جریان I1 و خطی بودن آن ؛ موج کاملاً مثلثی لست .
با توجه به توضیحات داده شده می بینیم که مدار در دو مقدار کار می کند که این دو مقدار در خروجی های مختلف متفاوت است . بناراین در خروجی آپ امپ ۱ و یا ورودی و خروجی آپ امپ ۲ بسته به دامنه 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 کردن ، خروجی مثلثی آن را به یک 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 رابطه باید بتوانیم R1 و R2را که تنها متغییرهای مفید هستند تغییر دهیم .
با بدست آوردن رابطه فرکانس مدار با مقاومت ها و ولتاژ های موجود : می بینیم که با تغییر مقاومت های R1 وR2 فرکانس ما نیز متغیر بوده و فرکانس با تغییرات دامنه تغییر خواهد کرد.
البته می توان به نسبت تغییرات را طوری انتخاب کرد که اثر تغییرات R1 وR2 از بین برود ولی جواب آخر ما مقدار دقیق نبوده و شکل موج ها واضح نخواهند بود . بنابراین با توجه به این ضعف مدار از طراحی به این شکل صرفنظر کرده و به طراحی مدار به فرم زیر پرداختیم .
(۲ طراح ارائه شده با استفاده از آی سی ۵۵۵ :
طرح بلوک دیاگرامی :
طرح فوق ، طرح بلوک دیاگرامی مدار طراحی شده با استفاده از تایمر ۵۵۵ را که برای تشکیل پالس مربعی به کار گرفته شده است نشان می هد . که هر یک از بخش های مختلف بلوک دیاگرام در ادامه به صورت مداری بررسی خواهد شد و در گزارش بعدی مدار با مقادیر دقیق قطعات ارائه می شود .
خروجی آستابل با ۵۵۵ پالس مربعی با فرکانس و duty cyele متغیر ولی دامنه ثابت خواهد بود که برای تغییرات دامنه پس از ساختن تمام مدار بخش تقسیم مقاومتی برای کوچک و بزرگ کردن دامنه در نظر خواهیم گرفت که در صورت استفاده از دکمه تغییرات دامنه با سوئیچ کردن و اتصال این بخش به مدار تغییرات در خروجی ؛ مدار ما تکمیل می شود .