Изъюрова Г.И. Расчёт электронных схем. Примеры и задачи (1987) (1142057), страница 41
Текст из файла (страница 41)
Заладим значения напряжений срабатывания и отпускания триггера Е,| = 2 В, Еы = 1 В. Полагая У»»Е,ь Егь из решения системы уравнений Е„| = У япая| (7„»е»», Гт ( Гт Е У ы г~ ( )13 Ц г~ где», — момент срабатывания триггера, найдем, что амплитуда входного сигнала, необходимал для получения заданной длитель- ности выходного импульса, Е,| + Е,| Е,| + Е,| го (кД вЂ” »м,„) к ~1 — (0,75 — 0,55)1 ' Получим У„= 5 В.
3. Определяем напряжение источника питания из соотноп|е- ння Е = (1.1: 12)((»амх+ Еп). Принимаем Е„= 12,4 В. 4. Выбираем транзистор типа МПШ, удовлетворяющий требованиям надежности (1»„е = 20 В» Е„) и полярности выходного сигнала. 5. Определяем сопротивление резистора Я,с, учитывая следующее: а) коллекторный ток насыщенного транзистора Т, не должен превышать значение допустимого тока для .
данного типа транзистора $, < 7,„,„. Следовательно, Ек — Е а Км ~ — ' 100 Ом; )капп б) для исключения влияния обратного тока транзистора Тх при его запнраннн необходимо, чтобы ń— Е, Ккэ> " — "=30 кОм; ~КБО паа в) для исключения влияния елвкости коллекторного перехода при переключении транзистора необходимо, чтобы 1,2 Кы ~ — — = 2,8 кОм. 2кХ„С„ Учитывая вышеприведенные неравенства, принимаем Кы = = 2,5 кОм.
б. Так как Хкво К. ««Екн можно принять Е„= 1(,ь Тогда сопротивление Резистора К, в эмнттерной цепи транзисторов определим из соотношения 110,1): К, = Е кКаз! Ю,пп = 500 Ом. 7. Поскольку выполняется неравенство К, кД, иК,(0,5 кОм к5 кОм), принимаелв К„, = 2Кы = 5 кОм. 8. Из формулы 110.2) определяем К г .а 04 К + Кз ЕазКкв 9. Из условия насыщения транзистора Тз без учета тока смещения 1(п(Кх и обратного теплового тока 1кге к ««1(ы(К„ь получим К, «))х Кы — К„ь Принимаем К, 0,8 Ц)зм„Каз— — Кн) = 15 кОм.
)пКк 0,4К, 10. Тогда Кз = = ' = 10 кОм. 1 — Х 0,6 11. Определяем емкость конденсаторов из условия г ) З =З(К,!!К,)С. В этом случае влияние динамического смещения можно не учитывать. Итак, Гвпк Фа!3 Кз) 12. Принимаем длительность фронта равной 0,8т„т. е. ге — 0,8гп =2,4 мкс. Длительность спада определим по фор- муле (10.8): г, = 8,2 мкс. Решение В исходном состоянии, когда 17,„<Е„н транзистор Т„э открыт и насьпцен, транзистор Т, закрыт, транзистор Т„2 работает в активном инверсном режиме, а траэгзистор Т, — в режиме насыщения.
Условие насыщения транзистора Тк )эыРг ~~ 1кг. Учитывая„что )б2 )бэс ((эл + 1) 1бэе Ек Пбк к' бэ2 с' э2 Тбэс = Ек Пкк2 Пэ2 к2 Ккз условие насыщения транзистора Т, можно записать так: Ек — 1Гбк 11бэ2 — Пэз Ек — 11кк2 — 17э2 ~б2 Ккэ (10.9) Поскольку Е„=и „,+ и,+ил, напряжение и„кк Е„, + и, — и бк = 12 В.
Из выражения (10.9) после преобразований найдем сопротивление резистора Ек2: Л ) (Е.-ц--и-)ябз >01 ко. Ек Пбк к'эз 1'бэ2 10.12. Рассчитать навесные элементы схемы триггера Шмнтта, выполненной на интегральных расширителях К155ЛП1 (рис. 10.13) и прелназначенной для работы в качестве порогового устройства с напряжениями срабатывания и отпускания соответственно Е„= 1,6 В, Е,2 = 1,2 В. Напряжение источника питания Ек = 5 В. Напряжения на прямосмещенном эмиттерном и коллекторном переходах считать одинаковыми: Пг — — 1Гб„= 0,7 В.
Напряжение коллектор — эмиттер насыщенного транзистора 11„к = 0,2 В. Пороговое напряжение отпирания змиттерного перехода закрытого транзистора 11 = 0,6 В. Нормальный и инверсный коэффициенты 'усиления транзистора по току В = 60„()г = 0,02. Сопротивление резисторов Яы = = Кы = 4 кОм. Обратными токами транзистора можно пренебречь. Принимаем К„д = 0,36 кОм. Определим сопротивление К„залисав выражение «! 1 К 1 Ек Пкэн2 1'«2 э2 э2 эь э2 К„д Выполнив несложные преобразования, получим к м ««2 э2 После переюпочения схемы при (.2,„= Е„, транзистор Тм, работает в активном инверсном режиме, транзисторы Т, и Т„д— в режиме насыщения, а транзистор Т, закрыт. Для переключения схемы в исходное состояние заданным напряженнем Е,д необходимо выполнение условия (д = Е„д = йдг ! — (Уннр Учитывая, что Пбм! = (!«1 + (!м! + (2б ь Ек (' кзн1 — — — — Км Кк1+ Кэ будем иметь К + (дбз! + (дбкм (змм !.
(10.1щ (Ек (з' 1) К «1 + Кз Из выражения (10.10) найдем сопротивление резистора К«11 (Ек 1' «э«1) Кз Е«2 (' бэ! ('6«м! + ('ккрм! 10.13. Определить пороговые напряжения срабатывания и отпускания в схеме триггера Шмитта на операционном усилителе (см. рис. 10.13). Исходные данные для расчета: Кд = 12 кОм, Кд =400 Ом, 1! = 1 В. Максимальное выходное напряжение операционного усндпггеля 11 = ж10 В. Решение К2 Введя величину 7 = = 0,031 будем иметь Кд+ Кд = (и+ — (!,„) 7 + (.2 = (2йм«мму+ (2,м(1 — 7) = 1,27 В, (1, = (1„м„у+ (.1„(1 — 7) = — 0,3+ 1(1 — 0,03) 0,7 В. ГЛАВА 11 РЕЛАКСАЦИОННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ Для получения импульсов прямоугольной формы широко используются релаксационные генераторы, построенные на основе усилителей с положительной обратной связью.
Релаксацнонные генераторы, в которых положительная обратная связь создается с помощью КОцепей, называют мультивибраторами. Если положительная обратная связь создается с помощью импульсного трансформатора, то такие релаксационные генераторы называют блокинг-генераторамн. Релаксационные генераторы могут работать в двух режимах; автоколебательном и ждущем.
В автоколебательном режиме схема имеет два квазнустойчивых состояния, длительность каждого из которых определяется времязадающей цепью. В хслущем режиме схема имеет одно устойчивое состояние, в котором может находиться неограниченно долго. Под действием короткого запускающего внешнего импульса схема скачком переходит в квазиусгойчивое состсяние, а затем самостоятельно возвращается в исходное состояние, формируя импульс заданной длительности. й 11.1. РЕЛАКСАЦИОННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ НА ТРАНЗИСТОРАХ Принципиальная схема симметричного автоколебательного мультивибратора на биполярных транзисторах приведена на рис.
1!.1, о. Работа мультнвибратора в течение одного периода колебаний представлена на временных диаграммах рнс. 11.1,б. Ддя наглядности предполагается, что переход схемы из одного состояния в другое осуществляется мпювенно. Из рис. 11.!,б видно, что время нахождения схемы в одном из квазиустойчивых состояний определяется временем разряда соответствующего конденсатора через открытый транзистор и базовый резистор. Основные расчетные формулы см. в ~15"). Длительность выходного импульса с напрюкением 1У ы 17,з 2К„+1 1К, — К ) (11.1) гп к+1 Длительность паузы между двумя соседними импульсами (1!.2) При выполнении условий Е„~ (квсКн Е„зь 1кюКз будем иметь с„ж0,7 КзСь (11.3) г„ж 0,7 КзСз.
(11.4) Длительность отрицательного фронта выходного импульса при запирании транзистора Тз ГяжзК, С . (11.Я Длительность положительного фронта выходного импульса определяется переходными процессами отпирания транзистора Тз и составляет несколько т„. Обычно приннмщот [(з3, что с~— в Зт„.
Условие насыщения открытого транзистора К<В „К (11.6) Обычно принимают К = 0,80,„К„. Максимальная скважность последовательности выходных импульсов 0ипак = + 1. Рпиа 3 (11.7) На рис. 112, а представлена схема ждущего мультнвибратора с коллекторно-базовыми связями. Транзистор Т, в исходном состоянии закрыт положительным напряжением смегдения Е Транзистор Тз открыт и насыщен. При воздействии короткого запускающего импульса в схеме происходит регенератнвный процесс, в результате которого транзистор Т, закрывается, а транзистор Т, входит в режим насыщения. Такое состояние схемы является квазиустойчивым, так как конденсатор С перезаряжается с постоянной времени т = КС, стремясь изменить свою полярность на противоположную.
При этом положительное напряжение на базе транзистора Т, уменьшается по экспоненте с той же постоянной времени, стремясь к значению — ń— 1кюК. В момент времени ез напряжение (7ез достигает нулевого значения, транзистор Тз открывается, вновь возникает регенеративный процесс, в результате которого транзистор Т, закрывается, а Тз входит в режим насыщения. Конденсатор С заряжается с постоянной времени тз — — К„С, и схема возвращается в исходное состояние. Временные диаграммы, иллюстрируиицие работу ждущего мультивибратора с коллекторно-базовыми связями, представлены на рис. 11.2.
б. 0 пг я Е» +Е й, Ф твс 1Е1 Расчетные формулы имеготся в литературе 115). Время, в течение которого схема находится в квезиустойчивом состоянии (называемое временем выдержки), определяет длительность формируемого выходного импульса 2Е» + 1кво(Я вЂ” К»з) 'и "" Е+1 К Если выполняется условие Е,:».1кгеЕ, то формулу (118) можно записать так: (11.8) ц=ЯС(п2 0,7КС.
(11.9) Время восстановления исходного состояния определяется зарядом конденсатора С: 1» — (3 —;5) лис. (11 10) Длительность отрицательного фронта выходнся.о импульса с»,з определяется зарядом конденсатора С' после запирания транзистора Тз. чуз 2,3 (Е»з ( КД С' (11.11) ДянтЕЛЬНОСтЬ ПОЛОжИтЕЛЬНОГО фРОНта Гчэх ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ регенеративным процессом отпирания транзистора Т«: 14 -Зт„.
(11.12) Для надежного запирания транзистора Т, при максимальной температуре окружающей среды сопротивление резистора Ез выбирают из условия Еч>1кюж В!. (11.13) Недостатком схемы ждущего мультивибратора с коллекторцо-базовыми связями является влияние сопротивления нагрузки на процессы переключения схемы н большая длительность фронта гв! коллехторного напряжения (г„з при запврании транзистора Тз, которая определяется зарэщом конденсатора С' (рис. 11.2,б). Этн недостатки отсутствуют в схеме ждущего мультивибратора с змиттерной связью (рис 11.3, а).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
