Компьютерная модель для исследования управляемого генератора квадратурных гармонических колебаний в среде Proteus Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №10-2/2016 ISSN 2410-6070

УДК 621.373.121

Д.М. Кемайкин,

магистрант кафедры ИКТСС С.С. Володин, магистрант кафедры ИКТСС ФГБОУ ВПО «Мордовский национальный исследовательский

университет им. Н.П. Огарёва», г. Саранск, Российская Федерация

КОМПЬЮТЕРНАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ УПРАВЛЯЕМОГО ГЕНЕРАТОРА КВАДРАТУРНЫХ ГАРМОНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ В СРЕДЕ PROTEUS

Аннотация

Создана виртуальная модель управляемого генератора квадратурных гармонических колебаний. Произведен анализ гармонических составляющих сигнала.

Ключевые слова Управляемый генератор, нелинейные искажений, Proteus, гармоника.

Генераторы квадратурных гармонических колебаний нашли широкое применение в радиоэлектронике [1-3], приборостроении, системах связи и других областях науки и техники [4-7]. На основе управляемых генераторов строятся квадратурные модуляторы [8] обладающие сочетанием высоких характеристик, а также большим возможностями конфигурирования.

Сегодня уже не обязательно предварительно собирать управляемый генератор [9-12] на макетной плате, чтобы убедится в его работоспособности. Для этого существуют программы для симулирования работы схем. С их помощью за достаточно короткое время можно исследовать множество вариантов решаемой задачи и подобрать оптимальные параметры. Одной из таких программ - симуляторов является Proteus 8.

Proteus 8 многофункциональная программа для симуляции различных схем, которая имеет обширные библиотеки компонентов и объединяет в себе средство разработки и отладки электронных схем ISIS и графический редактор печатных плат ARES. Особенность его заключается в развитой системе симуляции, интерактивной отладки, как режиме реального времени, так и пошагово, а так же наличие как идеальных так реальных элементов [13,14].

Задача заключается в создании в Proteus 8 виртуальной модели управляемого генератора квадратурных гармонических колебаний обеспечивающей малые нелинейные искажениями сигнала.

Структурная схема компьютерной модели для исследования управляемого генератора квадратурных гармонических колебаний представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Структурная схема генератора квадратурных гармонических колебаний

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №10-2/2016 ISSN 2410-6070

В состав схемы входят: 1 - источник управляющего напряжения; 2, 3, 7 - перемножители сигналов; 4, 5 - операционные усилители; БУ - блок управления; НЭ - нелинейный элемент; 6 - источник опорного напряжения; 8 - сумматор.

Для нахождения коэффициента нелинейных искажений сигнала необходим анализ гармонических составляющих сигнала, в proteus анализ осуществляется с помощью графика Fourier, показывающий распределения спектральных составляющих выходных сигналов N\ и N2. Измерения приведены в таблице 1.

Таблица 1

Спектральный состав сигнала

n 1 3 5 7

N1, V 1 0,00066 0,00025 0,00023

N2, V 1 0,0005 0,00023 0,00021

Коэффициент нелинейных искажений сигнала (KH) определяется по следующей формуле

А3+А5 + А7

Кн = ^----100%. (1)

Л1

После подстановки значений из таблицы 1 в формулу (1) получаем коэффициент нелинейных искажений на выходе N1

J0,000662 + 0,000252 + 0,000232

= ---100% = 0,074%,

н 1

и на выходе N2

J 0,00052 + 0,000232 + 0,000212

= ---100% = 0,058%.

н 1

Полученные результаты достаточно точно совпадают с результатами, полученными в работах [5,15], при моделировании в среде PSIM. В реальном генераторе элементы неизбежно будут иметь некоторые отклонения от расчетных (разброс) и, кроме того, генератор может находиться под влиянием различных внешних воздействий изменяющих параметры выходного сигнала [16]. Созданная модель в среде Proteus позволит в дальнейшем учесть технологический разброс элементов, а также влияние внешних воздействий, прежде всего температуру, на основные характеристики генератора. Список использованной литературы:

1. Дубровин В. С. Генератор ортогональных сигналов / В. С. Дубровин. - В сборнике: Современные методы и средства обработки пространственно-временных сигналов V Всероссийская научно-техническая конференция, 29-30 мая 2007 г.: сборник статей. под ред. И. И. Сальникова. Пенза, 2007. С. 154-156.

2. Дубровин В. С. Система стабилизации управляемого генератора на базе квазиконсервативного звена / В. С. Дубровин // Южно-сибирский научный вестник. - Бийск, 2012. - Вып. 2 (2). - С. 30-34.

3. Пат. 2506692 Российская Федерация, МПК H 03 B 27/00. Управляемый генератор / Дубровин В. С.; заявитель и патентообладатель Дубровин Виктор Степанович. - № 2012137334/08; заявл. 31.08.12; опубл. 10.02.14, Бюл. № 4. - 15 с.: 11 ил.

4. Вавилов А. А. Низкочастотные измерительные генераторы / А. А. Вавилов, А. И. Солодовников, В. В. Шнайдер. - Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1985. - 104 с.

5. Дубровин В.С., Кемайкин Д.М., Володин С.С. Исследование управляемого генератора квадратурных гармонических колебаний. // Символ науки. - 2016. -№ 1-2 (13). - С. 44-48.

6. Тюлевин С. В. Устройство для снятия амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик усилителей / С. В. Тюлевин, М. Н. Пиганов, Г. П. Шопин, С. В. Елизаров // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. - 2014. - № 2 (44). - С. 41-46.

7. Пат. 101291 Российская Федерация, МПК H 03 B 27/00. Функциональный генератор / Дубровин В. С., Зюзин А. М. - № 2010137125/09; заявл. 06.09.10; опубл. 10.01.11, Бюл. № 1. - 2 с.: 1 ил.

8. Дубровин В.С., Кемайкин Д.М., Володин С.С. Виртуальная лабораторная работа «Двухканальный формирователь частотно-манипулированных сигналов». // В сборнике: Тенденции и перспективы развития науки XXI века. Сборник статей Международной научно-практической конференции. 2016. С. 188-195.

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №10-2/2016 ISSN 2410-6070

9. Пат. 104402 Российская Федерация, МПК H 03 B 27/00. Функциональный генератор / Дубровин В. С., Зюзин А. М. - № 2011100735/09; заявл. 12.01.11; опубл. 10.05.11, Бюл. № 13. - 2 с.: 1 ил.

10. Дубровин В. С. Способ построения управляемых функциональных генераторов / В. С. Дубровин, В. В. Никулин // T-comm: Телекоммуникации и транспорт. - 2013. - Т. 7, № 6. - С. 22-27.

11. Дубровин В. С. Способы построения управляемых функциональных генераторов / В. С. Дубровин, А. М. Зюзин // Austrian Journal of Technical and Natural Sciences. - 2014. - № 7-8. - С. 131-137.

12. Дубровин В. С. Модель для оптимизации параметров синтезированного сигнала / В. С. Дубровин, Е. А. Сайгина // Труды Северо-Кавказского филиала Московского технического университета связи и информатики. - Ростов н/Д, 2011. №1 - С. 115-118.

13. Кемайкин Д.М. Особенности применения цифровых потенциометров в управляемых генераторах квадратурных гармонических сигналов / Д.М. Кемайкин, С.С. Володин // Журнал научных и прикладных исследований. -2016, № 4. - С. 167-170.

14. Кемайкин Д.М. Использование управляемых элементов в генераторах квадратурных гармонических колебаний / Д.М. Кемайкин, С.С. Володин // Символ науки. - 2016. № 7-2. - С. 64-68.

15. Пат. 2506692 Российская Федерация, МПК H 03 B 27/00. Управляемый генератор / Дубровин В.С.; заявитель и патентообладатель Дубровин Виктор Степанович. - № 2012137334/08; заявл. 31.08.12; опубл. 10.02.14, Бюл. № 4. - 15 с.: 11 ил.

16. Дубровин В. С. Исследование выходных характеристик управляемого фаховращателя / В. С. Дубровин // Южно-Сибирский научный вестник. - 2015. № 2 (10). - С. 31-36.

© Кемайкин Д.М., Володин С.С., 2016

УДК 658.5

И.И. Клешнина

ст. преподаватель НХТИ ФГБОУ ВО «КНИТУ» г. Нижнекамск, Российская Федерация

ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ НА ПРИМЕРЕ ПРЕДПРИЯТИЯ ПАО

«НИЖНЕКАМСКНЕФТЕХИМ»

Аннотация

Результатом работы по организации экологической безопасности окружающей среды должно быть улучшение показателей экологической эффективности. Проведен анализ природоохранной деятельности ПАО «Нижнекамскнефтехим» за последние 5 лет (2011-2015 гг).

Ключевые слова

Экологическая эффективность, обеспечение экологической эффективности, удельные выбросы.

Annotation

The result of the organisation of environmental safety must be the improving of the ecological data effectiveness. The analysis of the nature protection activities of "Nizhnekamskneftehim" was made for the period of the last five years.

Keywords

Ecological efficiency, eco-efficiency assurance, relative emissions.

Эксплуатация производственных объектов нефтехимического комплекса, концентрирующихся преимущественно в крупных городах, сопряжена с опасностью их активного воздействия на экологическое