Разработка генератора однополярных прямоугольных импульсов на базе операционного усилителя и транзисторного каскада. Обоснование выбора схемы мультивибратора. Расчет начального режима работы выходного транзисторного каскада и эмиттерного повторителя.
Аннотация к работе
Разработка релаксационного генератора Студент Патронина Наталья Владимировна Разработать генератор однополярных прямоугольных импульсов на базе ОУ и транзисторного каскада по данным таблицы.Неотъемлемой частью почти любого электронного устройства является генератор каких-либо колебаний. Так, например, генераторы колебаний специальной формы используются в цифровых измерительных приборах, осциллографах, радиоприемниках, телевизорах, часах, ЭВМ и множестве других устройств. В зависимости от конкретного применения генератор может использоваться просто как источник регулярных импульсов (например, синхросигналов в цифровой системе); от него может требоваться стабильность и точность (опорный интервал времени в частотомере), регулируемость (гетеродин радиоприемника) или способность генерировать колебания в точности заданной формы (синусоидальной в звукотехнике или пилообразной в развертке осциллографа). Состояние квазиравновесия характеризуется сравнительно медленным изменением токов и напряжений, приводящих к некоторому критическому состоянию, при котором создаются условия для скачкообразного перехода мультивибратора из одного состояния в другое.Структурная схема определяет основные крупные функциональные части изделия, их назначение и взаимосвязи. Структурные схемы служат основанием для разработки других, в первую очередь функциональных схем; их также используют при эксплуатации для общего ознакомления с изделием. Операционный усилитель - генерирует импульс длительностью заданной времязадающей RC цепью, при наличии запускающего импульса. Цепь положительной обратной связи (ПОС) формирует напряжение положительной обратной связи. Операционный усилитель (ОУ) - это унифицированный многокаскадный усилитель постоянного тока, выполненный на интегральной схеме и удовлетворяющий следующим требованиям к электрическим параметрам: · коэффициент усиления по напряжению стремится к бесконечности;Функциональная схема разъясняет физические процессы, протекающие в отдельных функциональных частях изделия или в изделии в целом. Функциональные схемы выполняют до разработки принципиальных схем и служат основанием для их разработки. Функциональные схемы также используют для изучения принципа действия изделий, при их наладке. Функциональные схемы составляют или на все изделие в целом, или, как правило, отдельно для каждой функциональной части изделия; поэтому для изделия составляют несколько функциональных схем.Принципиальная схема определяет полный состав электрических элементов изделия и связей между ними и, как правило, дает детальное представление о принципах работы изделия. На принципиальной схеме изображают все электрические элементы, необходимые для осуществления и контроля в изделии заданных электрических процессов, все электрических процессов, все электрические связи между ними и электрические элементы, которыми заканчиваются входные и выходные цепи. Приложением к принципиальной схеме является перечень элементов, в котором перечислены все элементы, участвующие в работе и отображенные в схеме. С приходом положительного запускающего импульса с амплитудой Uвх, превышающей абсолютное значение отрицательного напряжение на неинвертирующем входе, напряжение на выходе начинает возрастать. Принцип работы генераторов на базе операционных усилителей основан на использовании процессов заряда - разряда (релаксаций) конденсаторов RC - цепей.Каскад соберем на биполярном транзисторе n-p-n типа малой мощности КТ3130А имеющем следующие параметры (см. табл. Граничащая частота коэффициента передачи тока в схеме с общим эмиттером fгр, МГЦ 150 Рассчитаем рабочий (динамический) режим эмиттерного повторителя, используя для анализа упрощенную физическую схему замещения (рис.7.). Rвх ? Rн?. ? = h21 = 200 => R"вх = Rвх||R5 = RBXR5 /(Rвх R5)В настоящее время операционным называется усилитель с большим коэффициентом усиления, который охватывают цепью обратной связи, определяющей основные качественные показатели и характер выполняемых усилителем операций. Сигнал на выходе ОУ инвертирован по отношению к сигналу, поданному на инвертирующий вход, и не инвертирован по отношению к сигналу, поданному на неинвертирующий вход. Входное сопротивление синфазному сигналу Rвх сф - сопротивление между одним из входов и “землей” при разомкнутом втором входе. Входное напряжение смещения нуля Ucm - дифференциальное напряжение, которое нужно приложить между входами ИМС, чтобы ее выходное напряжение в отсутствие входных сигналов стало равным нулю. Скорость нарастания выходного напряжения ? = ?UВЫХ /?t измеряется при подаче ступенчатого напряжения на вход ИМС ОУ и коротком замыкании выхода на инвертирующий вход.Рассчитаем основную и дополнительную погрешность длительности выходного импульса. Основная погрешность - это погрешность R и C элементов, находящихся в нормальных условиях эксплуатации. Нормальные условия это - условия при которых значения влияющих величин находятся в пределах рабочих областей.