КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по курсу "Электронные цепи и микросхемотехника"

Тема: Генератор импульсов.

Выполнил: Фрейдлин А.С.

Проверил: Зенова Е.В.

2005

ОГЛАВЛЕНИЕ

Задание к курсовому проекту 3

Требования к генератору импульсов 3

Блок-схема генератора прямоугольных импульсов 4

Микросхема К561АГ1 5

Мультивибратор 6

Ждущий мультивибратор 8

Усилитель мощности 9

Стабилизатор напряжения 13

Список литературы. 17

Задание к курсовому проекту

Спроектировать генератор прямоугольных импульсов (ГПИ), либо генератор импульсов линейно-изменяющегося напряжения (ГЛИН).

Спроектировать стабилизатор напряжения, обеспечивающий питание генератора импульсов. Использовать интегральные СН. Нестабильность выходного напряжения стабилизатора не хуже   при нестабильности напряжения сети .

Генератор прямоугольных импульсов.

Спроектировать генератор прямоугольных импульсов, обеспечивающий в нагрузке амплитуду рабочих импульсов, регулируемую в пределах . Длительность импульсов должна регулироваться и находиться в пределах . Период следования импульсов регулируется и находится в пределах . Обеспечить длительность переднего и заднего фронтов импульса не более . Форма напряжения рабочего импульса и его амплитуда могут быть согласованы с консультантом. Генератор (за исключением УМ) выполняется с использованием стандартных логических элементов (ЛЭ) ТТЛ, либо КМОП однотипных для всего генератора, либо таймеров (формирователей) на основе ТТЛ и ЛЭ ТТЛ (Т-ТТЛ) или таймеров (формирователей) на основе КМОП и ЛЭ КМОП (Т-КМОП).

Требования к генератору импульсов

ГПИ/ГЛИН		Полярность								Тип логики
1	1	-	3	4	5	6	1	2	3	4	5
ГПИ	3В	-	100мкс	10	0,07	3к	300пФ	3	5	Т-КМОП	1%

Форма импульса
Период импульса
Длительность импульса
Фронты импульса
Амплитуда импульса
Параметры нагрузки

Блок-схема генератора прямоугольных импульсов

Рис.1 Блок-схема генератор прямоугольных импульсов

• Мультивибратор (МВ) генерирует прямоугольные импульсы, период которых можно изменять.

• После мультивибратора импульсы попадает в ждущий мультивибратор (ЖМВ), который позволяет регулировать длительность импульсов.

• Для усиления мощности импульсов используется усилитель мощности (УМ), который позволяет так же регулировать амплитуду импульса.

Рис.2 Осциллограммы напряжений в соответствующих точках на блок-схеме

По условию задания генератор, за исключением усилителя мощности, должен быть спроектирован на стандартных логических элементах Т-КМОП. Исходя из этого требования, для проектирования ГПИ я выбрал микросхему К561АГ1.

Микросхема К561АГ1

Микросхема К561АГ1 содержит два одновибратора, каждый из которых имеет три входа и два взаимно инверсных выхода (рис.3). Запуск одновибраторов может осуществляться как фронтом, так срезом входного сигнала. Формирование выходного сигнала может быть в любой момент прервано путем подачи сигнала низкого уровня на вход SR. Переключение микросхемы происходит согласно табл.1.

	Вход Выход Режим Устойчивое состояние Запуск Сброс
Рис. 3 Микросхема К561АГ1	Табл.1 Таблица переключения микросхемы

Длительность импульса задается времязадающей цепью, подключенной к R/C и С выводам микросхемы (рис.4). Рассчитать длительность импульсов можно по приближенной формуле при , либо по номограмме (рис.5). При работе одновибратора на внешнюю нагрузку выходной ток не должен превышать 0,5 мА при .

Рис.4 Схема включения времязадающей цепи	Рис.5 Номограмма

Мультивибратор

Мультивибратор должен генерировать импульсы с периодом Т. Для этого надо использовать два одновибратора. Схема мультивибратора представлена на рис.6.

Рис.6 Схема мультивибратора ( )

Пусть в какой-то момент времени одновибратор DD1 генерирует импульс длительностью (рис.7). С инвертирующего выхода сигнал подается на вход элемента DD2. Так как на входы и высокий уровень, то согласно таблице переключений (табл.1), когда на будет положительный перепад, DD2 запустит импульс длительности . Подав с инвертирующего выхода положительный на вход элемента DD1, элемент DD1 вновь запустит импульс длительностью . Видно, что дальше процесс будет повторяться бесконечно долго с периодом равным . Следовательно, рассмотренная схема будет являться автогенератором.

Рис.7 Осциллограммы, иллюстрирующие работу мультивибратора

Чтобы менять период колебаний достаточно изменять при постоянном . Выберем , так как мы выбрали , то можно считать .

Найдем параметры время задающих цепей.

Чтобы обеспечить , по номограмме (рис.5) , (5%). Максимальный ток потребляемый от питания: .

Считая , следует, что изменяется от до .

Возьмем емкость . Т.к. , можно воспользоваться формулой

Для

Возьмем

Для

Регулировочный резистор . Возьмем

Максимально потребляемый ток будет при минимальном сопротивлении

Ждущий мультивибратор

Ждущий мультивибратор должен из пришедшего на него импульса произвольной длительности сделать импульс длительностью .

Рис.8 Схема ждущего мультивибратора	Рис.9 Осциллограммы, иллюстрирующие работу ждущего мультивибратора

На вход подается сигнал Вх2 с мультивибратора. Т.к. на вход подается высокий уровень, а на вход низкий, то ждущий мультивибратор будет запускать импульс длительностью , когда на входе будет отрицательный перепад (см. табл.1). Длительность импульса будет задаваться RC цепью.

Найдем параметры время задающей цепи.

По заданию

Возьмем . Т.к. , можно воспользоваться формулой

Для . Возьмем

Для

Регулировочный резистор . Берем (5%)

Максимально потребляемый ток будет при минимальном сопротивлении

Усилитель мощности

Усилитель мощности (рис.10) должен изменять уровень “нуля” (рис.11)

Рис.10 Схема усилителя мощности ( )	Рис.11 Осциллограмма ( , )
Обозначение Модель Тип ,Ом VT1, VT3 KT203Б 50 p-n-p 300 VT2 КТ201Б 50 n-p-n 300
Табл.2 Таблица параметров транзисторов

Рассмотрим работу усилителя мощности по постоянному току.

Пусть (будем считать что ,а ). Транзистор VT1 открыт (т.к. ) и находиться в насыщении. практически равен транзистор VT3 закрыт, а VT2 открыт (если больше 0,7В). Напряжение будет зависеть от тока эмиттера VT2.

Найдем сопротивления резисторов обеспечивающие