Изъюрова Г.И. Расчёт электронных схем. Примеры и задачи (1987) (1142057), страница 43
Текст из файла (страница 43)
Ео 1п2 2. Снижение величины Ео уменьшает не только рабочую частоту, но и степень насьпцения открытого транзистора. При наличии источника ! Е, ~ < ! Е„! условие насыщения открытого транзистора можно записать так: Еой > ЕДК~$ ~. откуда Еоюи = Е К!(К,Р ь5 = 2,4 В. Ясно, что для выполнения условия насыщения открытого транзистора при ! Ео ~ ~ ~ Е, Д2 необходимо, чтобы К ~ 0,5К,Д,ю.
Знак равенства в этом выражении соответствует предельному случаю, когда транзистор работает на границе между режимом насыщения и активным режимом. Следовательно, Еоюю Ео К К„Р 11.3. Определить максимальную скважность выходных импульсов в схеме мультивибратора с диодной фиксацией коллекторных потенциалов на уровне Ее — — — 4 В (рис.
11.6,а) Напряжение питания Е, = — 12 В. Тип транзистора ГТ321Б. Рис. П.б Решение По определению, максимальная скважность (2 = " + 1. ь (1129) ) Е„~ ~е = К„Сз(п (Е Если Ее )) У,сей, то максимальная длительность паузы между соседними выходными импульсами Е„+ Ее з„„= Яз~~Сз Ы Е„ Учитывая, что максимальное сопротивление резисторов Кз = Ех = И определяется условием насыщения открытого транзистора Е = Д;,й„, будем иметь (11.30) з„= ))м.Я,Сз!п 1+ — Ф-у. Е 1 Е.(.
(11.31) Минимальная длительность выходного импульса г„и ограничивается длительностью отрицательного фронта з,м„= Я, поскольку при дальнейшем уменьшении ~„конденсатор не успевает зарядиться до исходного значения, что приводит к нарушению нормальной работы схемы.
Длительность фронта зе (рис. 11,б,б) в схеме мультивибратора с диодной фиксацией коллекторных потенциалов можно определить из формулы После подстановки (11.31) и (11.30) в выражение (11.29) найдем максимальную скважносп, следования импульсов в рассматриваемой схеме: 1п (1 + Ее/Е„) " 1и !1/(! — ЕЧ/Е„Я Если выполняется условие Ее/Е„< 0,5, то, разлагая функцию 1п(1+ Е~,~Е,)/Ы (1/(! — Ев/Е„)3' в ряп с точностью до второго члена, получим (11.32) ев — ф2 а Р '" з'2 + 1' ав + ав/2 (11.33) где ав = Ее/Е Для транзистора ГТ321Б величина (3 и-— 40, Подставляя исходные данные в вырюкение (1133), будем иметь Д „ж 30. 11.4. Рассчитать параметры ждущего мультявибратора с коллекторно-базовыми связями (см. рис. 112), формирующего на выходе импульсы отрицательной полярности с амплитудой (/,„„= — 6 В н длительноспю т„= 30 мкс. Время восстановления исходного состояния схемы не должно превьппать 15 мкс.
Разброс значений напряженна питания бк н номиналов резисторов Ья не должен превышать 1О . Температура окружающей среды 20 — 60'С. Решение !. Определяем ориентировочна напряжение питания по формуле Е„=(1,1+1,2)(/, = — 8 В. б) длительность выходного импульса должна удовлетворять условию 1„~ 8(т„+ С„К„). В атом случае влиянием длительностей фронтов прн переклгочении схемы на величину г, можно пренебречь; в) тип транзистора должен соответствовать заданной полярности выходного иьшульса Выше перечисленным требованиям удовлетворяет транзистор типа ГТ308А, параметры которого У„а„= -20 В, Выбираем тип транзистора, исходя из следующих соображений: а) максимально допустимое напряжение коллектор — база должно превышать удвоенное напряжение питания (У,е „з.2Е„= — 16 В; т, С„К„= 1 мкс, (! = 20 —:75, 1„= 50 мА, 1кве(60'С) = = 30 мкА, С„.= 8 пФ.
2. Выбираем сопротивление резистора К„ь ориентируясь на ток 1„з = (0.3«ьО,Я1„~„, при котором значение (3 получается наибольшим: Е„8 К«з = = — =0,4 кОм. 0,41„, 0„4 50 3. Значение резистора К определяем из условия неглубокого насыщения транзистора Тз: К = 0,88 .„К,е = 6„4 кОм.
4. Проверив выполнение неравенства Е„»1квеК, найдем емкость конденсатора: 30 0,7К 0,7 . 6,4 5. Из формулы (11.10) определим значение резистора К„,: Кн < с /(ЗС) = 7,2 кОм. Принимаем К„, = 680 Ом. 6. Задав напряжение смещения Е,„= (0,1+0,3) Е„= 1 В, из формулы (11.13) с учетом разброса параметров будем иметь К, < Е„„(1 — бк — ба)Дкн«„= 25 кОм. 7. Из условия насьпцения транзистора Т~ получим с учетом разброса параметров К„(1 28а)( — К«г — — 9,6 кОм. (Зпй«К«1 0м. Е,Ка 1 — 28к Е„К„з Примем К~ — — 6,3 кОм. 8.
Имея в виду, что должны выполняться неравенства С' »С„ЗС'(К«5Кз) <Г выбираем С' = 960 пФ. По формуле (1!.11) длительность отрицательного фронта выходного импульса !ез = 2,3С'(К,з 1КД = 0,84 мкс «1,. 9. Длительность положительного фронта выходного импульса определим из формулы (11Л2): ф = Зт„ж 1 мкс. 11,5. Рассчитать параметры ждущего мультивибратора с эмиттерной связью (см. Рис.
!1.3), предназначенного для фор- мирования импульсов отрицательной полярности с амплитудой (7,„„= — 5 В н длительностью 15 мкс. Частота запускающих импульсов Х равна 20 кГц. Температура окружающей среды 20 — 40 'С Решение 1. Полагая, что К, ~ К„, определяем напряжение источника питания: Е„= (1,2+ 1,4) (7 = б В. 2. Исходя из соображений, приведенных в предыдущей задаче, выбираем транзистор типа МП116, параметры которого таковы: )3 = 15 —:100, (/„~„„= — 15 В, 7„= 0,5 МГп, 1кхс(20'С) = 10 мкА, 1 = 10 мА. 3. Выбираем ток коллектора насыщенного транзистора Т„ при котором значение коэффициента !3 максимально: 1„= (0,3 —:0,5) 1„ Принимаем ум = 5 мА.
4. Определяем сопротивление резистора Км ге Е„До = 1 кОм. 5. Из условия неглубокого насыщения транзистора Тз находим сопротивление резистора К = 0,8!3„иКм = 12 кОм. б. Сопротивление К, найдем, учитывая, что К, ~ К„: К, = 0,1К„= 0,1 ко, 7. Определяем напряжение на эмнттерах транзисторов в исхолном состоянии схемы: (7и = 1,зК, ге ХаК, = О,б В. 8. Для обеспечения надежного запирання Т~ необходимо, чтобы ! (7э2 ! ~ ! 1лопК2 !' Для экономичности непользования источника питания следует обеспечить 1, ~ 1м.
Принимая 1 = 0,11м = О,б мА, получим Кз = 0,7(7,р/1„„= 0,7 кОм. 9. Сопротивление резистора К~ определяем из формулы К~ = Ек/1яы — Кз — — 9,3 кОм. 10. Из условия насыщения транзистора Т находим сопротивление резистора Ки — — 1,4К„з + (К~Я)„и) = 2,1 кОм. 11. Предварительно нровернв выполнение неравенства У, ~ Е по формуле (11(б) рассчитываем емкость конденсатора С = 1ч(07К = 1,8 нФ. 12.
Определяем время восстановления исходного состоянии схемы на основании формулы (И.17): 1, =(3+5)КмС= = 18,8 мкс. 13. Находим максимальную частоту запускающих импульсов: 1' = 1Яг„+ пм ) ге27 кГц. 14. Проверяем работоспособность ждущего мультивнбратора при заданной частоте запускающих импульсов / согласно условию /' >/. Данное неравенство, очевилно, выполняется. 11.6. Рассчитать схему блокинг-генератора (см.
рис. 11.4), работающего в автоколебательном режиме на нагрузку с сопротивлением К„= 1 кОм н генерирующего импульсы с амплитудой 17„= 4 В, длительностью г„= 20 мкс и скважностью (7 = 70. Температура окружающей среды не превышает 30'С. Решение Выбираем тип транзистора, исходя из условий быстродействия и надежности. а) Для обеспечения малых длительностей фронта и спада выходного импульса необходимо (131, чтобы 3 -ь10 / Ъ 500 кГц. гн При выполнении этого условия величины гв, гв получаются порядка нескольких т,. б) Допустимое напряжение на коллекторе транзистора (7,~ „„должно удовлетворять соотношению У,~ ~ (Е„+ + Ы„)(! + ле). Обычно значение лэ лежит в пределах 0,1-07.
Так как выброс сильно искажает форму выходного сигнала блокинг-генератора, то амплитуда выброса, как правило, не должна превышать 1Π— 30/ от амплитуды коллекторного напряжения: У„= У; = (7 /и„, т. е. Л(/„„=(0,1+0,3)У„. Напряжение питания выбираем, исходя из равенства Е„ = (1,1+ 1,2) (/„= (1,1+1,2) (У„ /и„= — 5 В. Положим в„= 1. Тогда Ю„„м=(1,2(/, +0,317 )1,7= — 10 В. Исходя нэ полученных значений /'„и (7,а „, выбираем транзистор типа МП116, для которого () = 15+ 100, 1кю —— 10 мкА, /„' = 0,5 МГп, У„э = — 15 В, 1„= 50 мА, С„= 60 пФ. Определяем оптимальное значение коэффициента трансформации ле — -0,4 из формулы (1120).
Длительности фронтов Я гв найдем по формуле (1121): ге ж гв = 0,2 мкс. Определяем сопротивление резистора К, приняв во внимание следующее: а) Во время формирования импульса цепь резистора К должна мало влиять на ток в базовой цепи транзистора. Для этого необходимо 1131, чтобы К ~ Р.
б) Протекание обратного тока закрытого транзистора через резистор К не должно создавать заметного падения напряжения, т. е. К < Ее/(101квэ„). Положив Ее = 1 В, найдем, что величина М = 3 кОм удовлетворяет обоим условиям. При заданной скважностн находим требуемую длительность паузы: 1„= г„(Д вЂ” !) = 990 мкс. Проверив условие Ее» 1кве Е и положив Ь(7 к Ее, определяем емкость конденсатора С из формулы (1125): С= " =0,5 мкФ. 1+ ~к Ее геС г„20 0 = — =1з Э = — "=- — =4. с - н в Р 5 Тогда, подключив добавочный резистор с сопротивлением К„= 200 Ом, можно по формуле (11.22) определить индуктивность трансформатора, необходимую для формирования импульса длительностью 20 мкс: ~и((б+ л)~ лбР Проверим 113] условие отсутствия влияния нагрузки на длительность импульса по формуле Е«ж (1„+ тв) И'„„и = 25 мГн Таким образом, нагрузка мало влияет на длительность импульса Процесс формирования выброса импульса блокинг-генератора будет апериодическнм, если выполняется условие (И.19).
Определив Се = 20 пФ на основании формулы (11.18), убедимся, что условие (11Л9) выполняется при данных значениях Еи С!ь т. е. выброс апериодически спадает до нуля. Амплитуда выброса, согласно (И.23), Ь(7 = 0,75. 5.20/7,5 = 10 В. Длительность выброса 1, = 2,5т, = 2,5Е/Е'„= 7,5 мкс. Для транзистора МП!1б такая амплитуда выброса недопустима, так как здесь У„„= (5 + 10) 1,4 > У,а„„, — — 15 В. Следовательно, необходима цепь из диода Д н резистора К уменыпающая амплитуду выброса до значения ЛУ'„= 0,75 — '(Е'„'! Е ).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
