پروژه فانکشن ژنراتور دیجیتال DDS با AVR

در  پروژه فانکشن ژنراتور سعی بر آن است با استفاده از میکروکنترلر های سری AVR  و زبان برنامه نویسی C  ، یک فانکشن ژنراتور دیجیتال با امکانات یک فانکشن ژنراتور آزمایشگاهی طراحی ، اجرا و به عنوان پروژه ی پایان ترم ارائه شود .

مشخصات این طرح به شرح زیر ست :

پارامتر های الکتریکی
عنوان		رنج	Resolution
رنج فرکانسی		1 HZ ~ 1 MHZ	1 Hz
رنج دامنه		0 ~ 10 V	1 mV
رنج  Offset DC		0 ~± 10 V	1 mV
شکل موج های قابل تهیه		Sin , Squar , ThreeAnglular
Symmetry		0 ~ %100	1 %

فانکشن ژنراتور

فانکشن ژنراتور یک سیستم الکترونیکی جهت تولید شکل موج های مختلف با قابلیت کنترل فرکانس ، دامنه ، مقدار DC  و… می باشد . در بسیاری از فانکشن ژنراتور های مدرن امکانات دیگری  چون کنترل تقارن Sweep , Synchronizasion , تولید شکل موج دلخواه (قابلیت Customize ) اتصال به کامپیوتر و… نیز اضافه شده است

انواع فانکشن ژنراتور ها

در یک نگاه کلی میتوان فانکشن ژنراتور ها را به دو نوع انالوگ و دیجیتال تقسیم کرد.

1. فانکشن ژنراتور انالوگ

در این نوع ، برای تولید موج از قطعات و مدارات خطی چون مدار RC , LC  و … استفاده میکنند . به همین علت  معمولا حجم فیزیکی بالایی دارند . علاوه بر ان در این نوع فانکشن ژنراتور ، کنترل به صورت پیوسته و با قطعاتی  چون پتانسیو متر ،سلکتور و … انجام می گیرد . دقت این روش پایین است (حداکثر یک رقم اعشار ) و در رنج فرکانسی پایین با مشکل مواجه اند .  همچنین جهت بهبود پایداری و دقت ، تدابیر ویژه ای لازم است . تعداد شکل موج های قابل تهیه در  این روش محدود . و معمولا THD  بالایی دارند .

2 . فانکشن ژنراتور دیجیتال

در فانکشن ژنراتور دیجیتال ، یک اسیلاتور با فرکانس ثابت و پایداری بسیار بالا ( مثل اسیلاتور کریستالی ) ، فرکانس مرجعی را تولید می کند و مدارات دیجیتال و شکل موج دلخواه با فررکانس مورد نظر را از  این فرکانس به دست می آورند .با توجه به ویژگی های مدار منطقی ، یک فانکشن ژنراتور دیجیتال نسبت به همنوع انالوگ خود ، حجم کمتری دارد . کنترل مولفه های آن به صورت عددی بوده و از این رو بسیار دقیق است . به علت استفاده از اسیلاتور رکیستالی ، دقت و پایداری آن فوق العاده بالاست . ایجد تغییرات (نرم افزاری ) در آن بسیار ساده است .با تدابیر خاصی می توان هر شکل موج دلخواهی را ایجاد کرد . خاصیت عددی آن ، اتصال به کامپوتر را ممکن ساخته است . کل مدار آن ، به طور یکپارچه و بر روی یک IC  قابل اجرا بوده و از این نظر نسبت به نوع انالوگ مقرون به صرفه تر است .بزرگترین مشکل فانکشن ژنراتور دیجیتال ، فرکانس کاری پاییین آن است که  حداکثر به 25% فرکانس مرجع محدود می شود .

مقایسه ی مشخصات فوق ، فانکشن ژنراتور دیجیتال را در بسیاری از موارد ، نسبت به نوع انالوگ ارجح تر می کند . البته باید در نظر داشت که قابلیت های منحصر به فرد فانکشن ژنراتور آنالوگ برای آن کاربرد های خاصی ایجاد کرده است . مثلا امکان کار در فرکانس های بسیار بالا و کاملا خطی بودن خروجی ، مواردی است که در نوع دیجیتال به سختی و یا  با صرف هزینه ی بسار بالا قابل دستیابی است .

روش های تولید شکل موج به روش دیجیتال ، عموماً از دو روش برای تولیدشکل موج، به صورت دیجیتال، استفاده می شود.

پروژه فانکشن ژنراتور دیجیتال DDS با AVR

مشخصات کاری فانکشن ژنراتور

آنچه به عنوان مشخصات کاری یک دستگاه مطرح می شود ، در واقع شامل رنج کاری و محدودیت های ان دستگاه از نظر  شرایط الکتریکی ( ورودی و خروجی ) و شرایط  فیزیکی می باشد

رنج فرکانسی

فانکشن ژنراتور دیجیتال بر خلاف نوع آنالوگ ،از لحاظ فرکانس های پایین عملا مشکلی نداشته و  می تواند حتی چند صدم هرتز را نیز در خروجی ایجاد کند . اما از نظر رنج بالایی فرکانس بسیار محدود تر از نوع آنالوگ اند . چرا که معمولا از روش تقسیم فرکانسی استفاده می کنند واینکه ، با تکنولوژی ساخت یکسان ، حداثر فرکانس قطعات  دیجیتال بسیار کمتر از نوع آنالوگ می باشد و آنچه فرکانس خروجی را محدود می کند همین عامل است .

در هر حال در این پروژه سعی بر ان است رنج 1Hz تا 1KHz  در خروجی تامین شود .

رنج دامنه

کنترل دامنه در فانکش ژنراتور دیجیتال به روشی مشابه نوع آنالوگ انجام می پذیرد منتهی بادقت بیشتر تنها عامل محدودکنده ی دامنه، حداکثر ولتاژ تغذیه توان قطعات خروجی و … می باشد که این موارد در تمام مدارات الکترونیکی عوامل گریز ناپذیرند. دامنه ی این طرح 10v می باشد.

امپدانس ورودی و خروجی

فانکش ژنراتور دستگاهی نیست که بتوان برای ورودی یا خروجی آن امپدانس خاصی در نظر گرفت چرا که معمولاًدر آن مساله ی تطبیق امپدانس مطرح نمی باشد و معمولاً این گونه درنظر می گیرند که هر چه zi بیشتر باشد (ایده آل بی نهایت) و هر چه zo کمتر باشد (ایده آل صفر) بهتر است.

سایر مشخصات الکتریکی مثل ولتاژ تغذیه، تولرانس الکتریکی، حداکثر توان دریافتی از منبع تغذیه و … در این پروژه چندان مطرح نیست.

مشخصات فیزیکی

وزن، حجم، شکل و … از جمله مشخصات فیزیکی یک دستگاه الکتریکی اند که دست کم در این پروژه اهمیت چندانی ندارد.

شرایط محیطی

دما، رطوبت، نور، گرد و خاک و … شرایط محیطی مطرح برای یک مدار الکترونیکی است. یک فانکشن ژنراتور معمولاً برای کار در شرایط آزمایشگاه (یا اتاق) طراحی می شود.

فهرست مطالب

• تعریف پروژه
• فصل 0 : فانکشن ژنراتور
• انواع فانکشن ژنراتور

1. فانکشن ژنراتور انالوگ
2. فانکشن ژنراتور دیجیتال

• کاربرد فانکشن ژنراتور
• مشخصات کاری فانکشن ژنراتور
• مشخصات الکتریکی
• مشخصات فیزیکی
• شرایط محیطی
• میانگفتار1 :  فانکشن ژنراتور دیجیتال
• فصل 1 : تولید شکل موج به روش دیجیتال
• روش های تولید شکل موج به روش دیجیتال
• اصول کلی  DDS
• میانگفتار
• مشخصات یک شکل موج
• کنترل فرکانس
• معادلات فرکانس خروجی
• کنترل  t
• کنترل N
• مشکلات کنترل فرکانس
• چکیده  فصل
• فصل 3 : کنترل دامنه
• روش های کنترل دامنه
• فصل 4 :کنترل Offset
• روش های کنترل Offset
• میانگفتار  3 : کنترل فاز
• فصل 5 : کنترل Symmetry
• معادلات Symmetry
• فصل 6 : سخت افزار پروژه
• مدار پایه
• نکات مهم
• مدار کنترل دامنه ی خروجی
• مدار کنترل Offset
• مدار کلی
• PCB
• مدار keypad
• فصل 7 : نرم افزار پروژه
• معادله ی کامل ولتاژ خروجی
• متغیر های برنامه
• کنترل فرکانس
• بررسی پارامتر V و N  ومتغیر های  V1 و V2وN1 و N2
• زیر برنامه ی  Frequency
• Accumulator
• زیر برنامه ی  Accumulator
• Symmetry
• زیر برنامه ی کنترل Symmetry
• Amplitude
• زیر برنامه ی کنترل Amplitude
• Offset
• زیر برنامه ی کنترل Offset
• ایجاد شکل موج ها
• زیر برنامه ی ایجاد شکل موج ها
• زیر برنامه ی تعیین شکل موج
• اصلاح Look Up Table
• زیر برنامه ی اصلاح Look Up Table
• زیر برنامه های مر بوط به ورودی
• زیر برنامه های مربوط به خروجی
• زیربرنامه های اصلی

مشخصات فایل ها :

رمز فایل : melec.ir

دانلود

فایل  PDF توضیحات نحوه ساخت  شامل 65 صفحه

در صورت وجود هر گونه سوال و یا مشکل در قسمت نظرات همین نوشته و یا از اینجا در میان بگذارید.