Мультивибратор на операционном усилителе (1075491)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Мультивибратор на операционном усилителе.

1. Рассчитайте номиналы элементов схемы несимметричного мультивибратора на ОУ (рис. 1), исходя из заданных параметров выходного напряжения (см.word-файл: ТЗ-мультивибратор.doc).

Р
ис. 1. Принципиальная схема несимметричного мультивибратора на ОУ.

При расчете схемы задайтесь коэффициентом передачи kпос цепи положительной обратной связи в пределах 0.6 – 0.8, токами в цепях положительной Iпос и отрицательной Iоос обратной связи в диапазоне 0.1 – 1 мА. Приближенно примите, что максимальное напряжение Umax на выходе ОУ равно напряжению питания Епит (стандартное напряжение питания Епит =15 В.).

Е




сли принять за обозначение длительности положительного импульса Т1, за отрицательного – Т2, то для определения номиналов схемы можно использовать формулы:

Тип операционного усилителя определяется по максимальной скорости изменения Vmax выходного напряжения. Если задаться длительностью фронта  выходного напряжения (например, =0.05Т1), то максимальная скорость изменения выходного напряжения Vmax должна быть:

Н
апомним, что в библиотеке МС7 на ОУ за скорость изменения выходного напряжения отвечают параметры SRP (от минимума к максимуму) и SRN (от максимума к минимуму), которые даются с размерностью [B/c].

Диоды выбираются из условий, чтобы выбранный ток в цепях обратной связи был бы для них рабочим.

Для расчета можно воспользоваться файлом Мультивибратор-2.mcd.

1. И
   сследуйте параметры генерируемых напряжений на неинвертируемом V(Int), инвертируемом V(C) входах ОУ и на его выходе V(Out).

На рабочем поле МС7 соберите принципиальную схему несимметричного мультивибратора со своими номиналами элементов. На схеме обозначьте именами (Int, C, Out) характерные для исследования точки. Для этого используйте пиктограмму Т, затем установите курсор на ветви схемы, где желаете дать точке имя. Щелкните левой мышкой, после чего появиться окно Grid Text, в котором необходимо набрать имя. По окончанию записи данное окно закрыть, после чего на схеме для данного узла появиться точка с присвоенным именем.

Для получения осциллограмм напряжений в характерных узлах (Int, C и Out) используйте тип анализа Transient. В окне заказа его проведения (Transients Analysis Limits) закажите время общего расчета (Time Range) равным 2Т=2(Т1+Т2), щаг расчета (Maximum Time Step) не более Т/1000. От проведения предварительного расчета по постоянному току откажитесь, для чего в окне Operating Point галочку снять. В качестве начальных условий (окно State Variables) следует принять нулевые (Zero). Выберете автоматический выбор масштаба построения графиков расчета, для чего в окне Auto Scale Ranges поставьте галочку.

Закажите построение на одном графике изменения напряжений на входе V(Int), V(C) и выходе V(Out) операционного усилителя. Пример заполнения задания на проведения анализа Transient показан на рис. 2.

Р
ис. 2. Окно заказа параметров на проведение анализа Transient.

После заказа параметров проведения анализа Transient дайте команду на его проведения (Run). На полученных осциллограммах обозначьте координаты характерных точек, по которым можно определить параметры (амплитуды и длительности) генерируемых напряжений. Пример обработки результатов проведения анализа Transient показан на рис. 3.

Р
ис. 3. Осциллограммы напряжений на входе и выходе ОУ несимметричного мультивибратора.

За передний и задний фронт выходного напряжения принимается отрезок времени, в течение которого напряжение на выходе ОУ изменяется от уровня -0.9Umax до +0.9Umax или наоборот. Поэтому добавьте в построении на графиках дополнительно два постоянных соответствующих уровней и повторно проведите расчет. Пример заполнения окна Limits с дополнительными уровнями для определения длительности фронтов представлен на рис. 4, где для повышения точности определения длительности фронта шаг расчета (Maximum Time Step) уменьшин на порядок.

Р
ис. 4. Окно заказа параметров на проведения анализа Transient для определения длительности фронтов выходного напряжения.

Проведя расчет и получив результаты, используйте возможность представления части осциллограммы в более крупном масштабе. Щелкните по пиктограмме Scale (F7) и обведите курсором при нажатой левой мышки часть графика, соответствующего фронту импульса. При отпускании левой мышки данная часть графика будет представлена в более крупном масштабе. На этом графике проведите измерение длительности измеряемого фронта, как показано на рис. 5.

Р
ис. 5. К определению переднего фронта выходного напряжения (длительность фронта 0.377 мкс)

Все результаты измерений параметров осциллограмм напряжений V(Int), V(c) и V(Out) должны входе измерений сохраняться в рабочем Word-файле и представлены в отчете.

1. Исследуйте влияние емкости конденсатора С1 на параметры генерируемых импульсных напряжений.

На рабочем поле МС7 уменьшите емкость конденсатора в два раза по отношению к расчетной величине. По выше представленной методике повторите измерения. Помните, что на экране осциллограммы должны быть на отрезке времени не более двух периодов (корректируйте общее время расчета).

Далее, уменьшите емкость конденсатора в 10 раз относительно расчетной величины и еще раз проведите анализ. Все результаты сохраните в рабочем Word-файле.

1. Исследуйте влияние коэффициента передачи k цепи положительной обратной связи на параметры генерируемых импульсных напряжений.

На рабочем поле МС7 восстановите расчетный номинал емкости С1, а сопротивление R3 уменьшите на 20%, а затем на 40%. Для каждого сопротивления проведите как и выше анализ, результаты которых сохраняйте в рабочем Word-файле.

1. По проведенной работе составьте отчет, в котором обязательно сравните теоретические результаты с результатами моделирования. В тех случаях, когда наблюдается расхождение, дайте им интерпретацию.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лабораторной работы