پیش گفتار
فانکشن ژنراتورمداری است که قابلیت تولید شکل موج های مختلف را با فرکانس و دامنه مختلف دارد .
دراین پایانامه بر ان هستیم تا
علاوه بر توضیح عملکرد فانکشن ژنراتور طرح شده اطلاعات مناسبی نیز پیرامون
این دستگاه به خواننده بدهیم.لازم به ذکر است از ویژگی های این دستگاه
علاوه بر تولید شکل موجهای رایج سه نوع مدولاسیون را نیز انجام میدهد .
فصل اول شامل مباحثی در مورد مدولاسیون وانواع مدولاسیون ان
می باشد.همچنین مروری بر نحوه نوسانسازی اسیلاتورها.تشریح انواع
اسیلاتورها.مزایاو معایب انهاوتوضیح یک نمونه ای سی در این زمینه میباشد.
درفصل دوم تشریح کامل نقشه فنی پروژه قرار دارد.در این فصل عملکرد کلیه مدارات بطور کامل تشریح داده شده است.
فصل سوم نیز شامل متن برنامه میکروکنترلرو توضیحاتی در مورد برنامه میباشد.
در فصل چهارم تجارب به دست امده در حین انجام پروژه قرار داده
شده است که در صورت توجه به انها در مراحل بعدی تولیدچنین محصولی برخی
مشکلات دستگاه بر ترف خواهد شد.در ادامه نقشه مدارکل مداربصورت شماتیک و
نقشه برد مدارچاپی(PCB (وهمچنین
برگه های اطلاعاتی (دیتا شیت) مربوط به ای سی های موجود در مدار قرار داده
شده است تا استفاده کنندگان اطلاعات بیشتری در صورت نیاز بدست اورند.
فهرست مطالب
عنوان صفحات
فصل اول
بلوک دیاگرام فانکشن ژنراتور-------------------------------------------------------- 1
مدولاسیون-------------------------------------------------------------------------- 3 - 2
انواع مدولاسیون--------------------------------------------------------------------- 3 - 4
مدولاسیون AM--------------------------------------------------------------------- 7 - 4
مدولاسیون FM---------------------------------------------------------------------- 9 - 8
مدولاسیونFSK --------------------------------------------------------------------- 10
مدولاسیون ASK--------------------------------------------------------------------- 11
مدولاسیون PSK---------------------------------------------------------------------- 12
انواع اوسیلاتورهای VCO------------------------------------------------------------ 14 - 13
نحوه عملکرد اسیلاتور Relaxation--------------------------------------------------- 18 - 15
توصیف عملکرد و بلوک دیاگرام داخلی MAX038------------------------------------ 24 - 19
فصل دوم
بلوک منبع تغذیه------------------------------------------------------------------------ 30 - 28
بلوک مولد سیگنال مدولاسیون وشکل موج------------------------------------------------ 34 - 31
بلوک مولد سیگنال پیام 1Khzومیکروفون------------------------------------------------ 37 - 35
بلوک منطقی شامل فرکانس مترو رله ها-------------------------------------------------- 39 - 38
فصل سوم
برنامه نویسی فانکشن ژنراتور-------------------- --------------------------------- 49 - 41
فصل چهارم
خلاصه پروژه-------------------------------------------------------------------------- 52 - 51
فصل اول
![]()
در ساختار این مدار از یک آی سی XR2206 به عنوان مولد سیگنال استفاده می شود که یک اسیلاتور VCO
می باشد. سیگنال تهیه شده در بلوک مولد پیام به بلوک رله های کنترلر جهت
تعیین نوع مدولاسیون موج خروجی می رود که توسط مدارات مربوطه مدولاسیون
انجام میشود.
همچنین انشعابی از سیگنال اسیلاتور به آی سی میکروکنترلر جهت
اندازه گیری فرکانس می رود تا فرکانس کار اسیلاتور مشخص شود و خروجی این آی
سی به نمایشگر داده می شود. در نهایت میکرو کنترلر برروی یک LCD مقادیر فوق را نمایش می دهد.
مدولاسیون :
مدولاسیون فرآیندی برای تسهیل انتقال اطلاعات از طریق یک واسط
است. فرآیند سوار کردن سیگنال اطلاعات برروی سیگنال دیگر را مدولاسیون می
نامند. سیگنالی که اطلاعات برروی آن سوارمیشود سیگنال حامل نامیده میشود.
سیگنال حامل دارای فرکانسی ثابت و به مراتب بزرگتر از سیگنال دیتا دارد.موج
حامل مدوله ششده در برگیرنده اطلاعات سیگنال اصلی است که میتواند از مکانی
به مکان دیگر انتقال یابد و اطلاعات اصلی را در مقصد بازیافت کند.
چرا از مدولاسیون استفاده میکنیم ؟
مدولاسیون یک روش کارآمد و مناسب برای آنتقال اطلاعات است.
این امکان وجود دارد که امواج با همان فرکانس سیگنال اطلاعات بطور مستقیم
به آنتن فرستاده شود , اما این کار بنا به دلایل زیر چندان عملی نیست :
- ساختن یک آنتن برای فرکانسهای صوتی دشوار است
- در فرکانسهای صوتی تداخل زیادی وجود دارد که میتواند بر روی سیستم اثر نامطلوب داشته باشد.
- اگر شخص دیگری بخواهد صوتش را منتقل کند در یک لحظه و با هم امکانپذیر نخواهد بود.
راه حل مشکلات فوق استفاده از سیگنال حامل با فرکانس زیاد
است.مدوله کردن سیگنال اطلاعات توسط یک حامل فرکانس بالا دارای مزایای زیر
است :
- قادر به انتخاب یک فرکانس مناسب برای حامل خواهیم بود. این
امر به عنوان مثال میتواند آنتنها و مدارات گیرنده و فرستنده را کوچکتر و
مناسبتر کند.
- پهنای باند نسبی (عبارتست از پهنای باند تقسیم بر فرکانس
مرکزی) سیگنال ارسالی کمتر خواهد بود , که مزیتهای آن به عنوان مثال
عبارتند از: آنتنها و تقویت کننده های RF و بسیاری
دیگر از قطعات برای حوزه فرکانسی مشخص نسبتا ساده تر طراحی میشوند.همچنین
تعدادی از کاربرها , با فرکانسهای حامل مختلف , دریک لحظه قادر به ارسال
داده خواهند بود, به همین دلیل میتوان همزمان چندین کانال فرکانسی داشت.
انواع مدولاسیون :
یک دسته بندی کلی برای مدولاسیون عبارتست از:
نوع اول- مدولاسیون آنالوگ
نوع دوم- مدولاسیون دیجیتال
در ادامه به توضیح هر کدام از این دو دسته می پردازیم.
مدولاسیون آنالوگ
یک حامل، معمولا یک سیگنال سینوسی ساده است، که به خودی خود هیچ اطلاعاتی را شامل نمی شود. برای مدوله کردن یک حامل، یکی از مشخصه های آن (دامنه، فرکانس یا فاز) با توجه به سیگنال پیام تغییر میکند .
مدولاسیون AM : سطح یا دامنه? سیگنال حامل بر اساس تغییرات سیگنال پیام تغییر داده میشود.
مدولاسیون FM : فرکانس سیگنال حامل بر اساس تغییرات سیگنال پیام تغییر داده میشود.
مدولاسیون PM : فاز سیگنال حامل بر اساس تغییرات سیگنال پیام تغییر داده میشود.
در واقع بین FM و PM
رابطه تنگاتنگی وجود دارد. در واقع نمیتوان یکی را بدون دیگری داشت .
بنابر این در ادامه به تشریح عملکرد دو نوع اول پرداخته و از سومی صرفنظر
میکنیم .
ایستگاههای رادیویی تجاری برای مدولاسیون دامنه مجاز به استفاده از فرکانسهای حامل درمحدوده 500-1600KHz و برای FM مجاز به استفاده 88-108MHz میباشند.
مدولاسیون AM
ساده ترین فرم AM روشن و خاموش کردن سیگنال حامل است . این روش را OOK ( ON-OF Keying ) می نامند. مثالهایی از کاربرد این روش عبارتند از:
- فیبرهای نوری که در آنها حامل در فرکانس IR است.
- کنترل از راه دور IR
در موارد معمول (مثلا رادیوی AM ) مدولاسیون در یک مدل پیوسته انجام می شود. توجه داشته باشید که پوش حامل دقیقًا همان شکل سیگنال مدوله کننده رادارا است. شکل موج ولتاژ برای حامل مدوله شده بطور ریاضی می تواند توسط عبارت زیر توصیف شود:
V(t) = Accos(2πfct){1 + m cos(2πfmt)}
که در فرمول اخیر :
Ac - پیک دامنه حامل (بدون مدولاسیون)
fc - فرکانس حامل (مدوله کننده)
fm – فرکانس پیام (مدوله شونده)
m – اندیس مدولاسیون
تعریف اندیس مدولاسیون :
اندیس مدولاسیون مقداری بین صفرویک (0 دارد و بیان کننده درجه مدولاسیون است . اگر m=0 باشد هیچ مدولاسیونی وجود ندارد و اگر m=1
باشد بیانگر حداکثر مدولاسیونی است که میتواند بدون اعوجاج رخ دهد. این به
علت آن است که دامنه لحظه ای حامل در عمل هرگز نمی تواند کمتر از صفر باشد
اما m>1 چنین پیامدی خواهد داشت. حالت m>1 فوق مدولاسیون نامیده میشود. در واقع وقتی m>1 باشد حامل برای مدت کوتاهی خاموش شده و این سبب گم شدن اطلاعات میشود. یک روش برای اندازه گیری اندیس مدولاسیون برای یک حامل AM مدوله شده با یک موج سینوسی ساده از این قرار است که: اگر Vmax و Vmin به ترتیب حداکثر و حداقل پیک دامنه حامل باشند آنگاه m خواهد شد :
m = (Vmax-Vmin)/ (Vmax+Vmin)
طیف یک سیگنال AM :
یک حامل مدوله نشده موج سینوسی است که تنها یک فرکانس را شامل می شود، بنابراین طیف آن یک خط ساده است.حال می خواهیم ببینیم وقتی مدوله می شود برای طیف آن چه اتفاقی می افتد؟![]()
یک سیگنال AM دیگر یک موج سینوسی نخواهد بود , بنابراین طیف آن هم تغییر می کند.
![]()
شکل الف نشان دهنده حامل مدوله نشده
شکل ب طیف یک حامل مدوله شده با یک موج ساده سینوسی با فرکانس fm
شکل ج چگونگی گسترش باندهای کناری
در عمل فرکانس مدوله کننده دامنه ای از فرکانسها را شامل
خواهد شد بنابراین ساید باندها گسترده خواهند بود. پس حامل مدوله شده پهنای
باندی برابر 2fm را اشغال می کند.
ادامه مطلب
