![](https://expert-mik.ru/wp-content/themes/24author/assets/img/work/work-img.png)
Моделирование и улучшение метрологических характеристик генератора сигналов «Габарит Г3»
Объектом исследования является компьютерная модель генератора сигналов “Габарит Г3”. Предмет исследования – улучшение метрологических характеристик генератора “Габарит Г3”. Целью работы является компьютерное моделирование генератора “Габарит Г3” для поиска конструктивных модернизаций опытно-конструкторского образца и улучшения его метрологических характеристик. В результате работы реализована модель генератора сигналов низкочастотного “Габарит Г3” на основе синтезатора прямого цифрового синтеза в программной среде NI Multisim. Проведены измерения метрологических характеристик усовершенствованной модели генератора.
С.
Введение 16
1 Моделирование цифровых устройств 18
1.1 Программные пакеты электронного моделирования 18
1.2 Выбор программного пакета 27
2 Генератор сигналов «Габарит Г3» 28
2.1 Описание генератора «Габарит ГЗ» 28
2.2 Устройство и работа генератора «Габарит Г3» 31
2.3 Синтезатор сигналов прямого цифрового синтеза 31
3 Создание компьютерной модели генератора «Габарит Г3» 37
3.1Синтезатор прямого цифрового синтеза 37
3.2 Фильтр низших частот 40
3.3 Усилитель мощности 43
3.4 Выходной аттенюатор 45
3.5 Результаты моделирования 47
4 Исследование метрологических характеристик компьютерной
модели генератора «Габарит Г3» 48
4.1 Погрешность установки частоты 48
4.2 Погрешность установки выходного напряжения 50
4.3 Коэффициент гармоник выходного напряжения 52
4.4 Сравнение улучшений метрологических характеристик
компьютерной модели генератора «Габарит Г3» 53
5 Социальная ответственность 55
5.1 Профессиональная социальная безопасность 55
5.2 Экологическая безопасность 62
5.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 62
5.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения
безопасности 64
5.5 Выводы по разделу «Социальная ответственность» 67
6 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение 68
6.1 Предпроектный анализ 68
6.2 Планирование и управление научно-техническим проектом 72
6.3 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой,
бюджетной, социальной и экономической эффективности
исследования 79
6.4 Выводы по разделу «Финансовый менеджмент,
ресурсоэффективность и ресурсосбережение» 82
Заключение 83
Список использованных источников 84
Приложение А Схема компьютерной модели генератора «Габарит Г3» 87
Приложение Б Результаты измерения погрешности частоты 88
Приложение В Результаты измерения погрешности установки
выходного напряжения 90
Приложение Г Результаты измерения коэффициента гармоник 93
Приложение Д Раздел, выполненный на иностранном языке 96
CD-диск. Магистерская диссертация (файл VKR.pdf в формате PDF)
Генераторы сигналов являются источниками сигналов, используемых в
качестве воздействующих сигналов в ходе измерений параметров электронных
устройств. Современные генераторы позволяют генерировать сигналы
различной формы: синусоида или другая периодическая функция, сигналы
произвольной формы.
Особое место среди генераторов занимают генераторы сигналов
синусоидальной формы. Они применяются для исследования усилителей и
фильтров электрических сигналов, в качестве источников напряжения для
возбуждения датчиков физических величин и т.д. [1].
По устройству работы генераторы сигналов подразделяются на
аналоговые и цифровые.
Цифровые генераторы сигналов обладают рядом достоинств:
возможность генерировать сигналы различной формы, высокая точность
выходных сигналов, простота реализации в интегральном исполнении.
В данной работе рассматривается низкочастотный генератор
синусоидальных сигналов «Габарит Г3» (в дальнейшем – генератор «Габарит
Г3»), который предназначен для замены генератора сигналов низкочастотного
Г3-122. В генераторе реализован синтезатор сигналов на основе принципа
прямого цифрового синтеза– Direct Digital Synthesis.
В настоящее время устройства прямого цифрового синтеза сигналов
благодаря развитию микросхемотехники обеспечивают высочайшее качество
генерируемых сигналов, а также представляют собой очень компактные
устройства с низким энергопотреблением [2,3].
Объектом исследования является компьютерная модель генератора
сигналов «Габарит Г3».
Предмет исследования – улучшение метрологических характеристик
генератора «Габарит Г3».
Целью работы является компьютерное моделирование генератора
«Габарит Г3» для поиска конструктивных модернизаций опытно-
конструкторского образца и улучшения его метрологических характеристик.
Для реализации компьютерного моделирования генератора сигналов
«Габарит Г3» существует множество программных пакетов для разработки и
тестирования электрических схем. National Instruments Multisim наиболее
известная программа для конструирования, проектирования и моделирования
радиоэлектронных схем, которая сочетает в себе обширную базу моделей и
компонентов мировых производителей.
Для достижения поставленной цели сформулированы следующие
задачи:
– исследование особенностей моделирования цифровых генераторов
сигналов;
– изучение устройства и принципа работы генератора «Габарит Г3»;
– выбор программной среды для разработки модели генератора «Габарит
Г3»;
– создание модели генератора «Габарит Г3»;
– моделирование и отладка программы;
– анализ результатов моделирования генератора «Габарит Г3».
Результаты, приведенные в работе, могут быть использованы для
дальнейшей модернизации опытно-конструкторского образца генератора
«Габарит Г3» и способствовать его продвижению на рынок
конкурентоспособных товаров и услуг.
1 Моделирование цифровых устройств
В результате работы реализована модель цифрового низкочастотного
генератора сигналов на основе синтезатора прямого цифрового синтеза в
программной среде NI Multisim.
В качестве модернизации устройства работы генератора «Габарит Г3»
предложено использовать 16-ти разрядный ПЗУ, вместо 14-ти разрядного, а
также использовать16-ти разрядный ЦАП, вместо 12-ти разрядного.
Проведены измерения метрологических характеристик
усовершенствованной модели генератора. По результатам измерений следует,
что погрешность установки частоты, погрешность установки выходного
напряжения и коэффициент гармоник удовлетворяют требованиям
технического задания.
При этом максимальное значение погрешности установки частоты
составляет ± 0,268 кГц при предельном значении ± 0,4 кГц. Максимальное
значение погрешности установки выходного напряжения составляет ± 6 % при
установленном значении техническим заданием ± (4 – 10) %. Максимальное
значение коэффициента гармоник составляет 0,29 % при установленном
значении техническим заданием 0,5 %.
В дальнейшем планируется создание микросхемы DDS с реализацией
16-ти разрядного ПЗУ и 16-ти разрядного ЦАП и проведение исследований
улучшения метрологических характеристик на опытно-конструкторском
образце генератора «Габарит Г3», что позволит способствовать его
продвижению на рынок конкурентоспособных товаров и услуг.
![](https://expert-mik.ru/wp-content/themes/24author/assets/img/signup-document.png)
Последние выполненные заказы
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!