Изъюров Г.И. - Расчет электронных схем (1266568), страница 43
Текст из файла (страница 43)
Условие насьпцения транзистора Т, имеет вид Иы < Е ~ Е~УРеь. Когда напряжение (Уег, уменьшаясь, становится равным напряжению (Уя = Ума„в схеме происходит обратный переброс. Конденсатор С заряжается с постоянной времени тз = = Ем С до значения ń— (У,ь и схема возврагцается в исходное состояние.
Время выдержки (длительность выходного импульса) можно рассчитать по формуле (11.15) 2ń— (Ви + (У,,) + 1„(К вЂ” Е„,) к и + кхо)~ пж О //бl // //»/ // Рис. бд4 Рис /ЕЗ Полагая, что Е» Ъ 1ки/ь)1 (/»1 ~ 1'»ь ~ Е» будем иметь г„= йС 1и 2 - 0,7 ЯС. (11.16) Время восстановления исходного состояния схемы г (3 ч 5) Е„/С. (11.1Л Длительность положительного и отрицательного фронтов выходного напряжения 1/ы определяется регенеративным про- цессом при прямом и обратном перебросах схем и составляет несколько т„.
К недостаткам схемы ждущего мультивибратора с эмнттерной связью следует отнести ненулевой уровень выходного нацрюкения в исходном состоянии схемы, когда (/,„„ - Пл. На рис. 11.4 приведены схема автоколебательного блокинг-генератора (и) и временньье диаграммы напряжений и токов (б), поясняющие работу схемы. К моменту времени /, конденсатор С полностью разряжается и напряжение 1/е транзистора становится равным нулю. Транзистор открывается, и его рабочая точка входит в активную область.
Возникающие при отпирании транзистора приращения коллекторных напряжения и тока через трансформатор передаются в базовую обмотку с числом витков ь»ы которая включена таким образом, что возникшие в ней приращения напряжения и тока вызывают еще большее увеличение коллекторного тока транзистора. Процесс развивается лавинообразно до тех пор, пока в момент времени /ь транзистор не воццет в режим насьпцения. После момента времени гь, когда транзистор находится в режиме насьпцення, в блок инг-генераторе происходят следующие процессы: 1) ток базы уменьшается, так как коцценсатор заряжается с постоянной времени т, = геС, и вследствие этого снижается степень насыщения транзистора, 2) напряжение Е„, приложенное к обмотке с числом витков й„, вызывает рост тока намагничивания 1„.
В момент времени гь ток базы уменьшается настолько, что транзистор выходит из режима насыщения и его коллекторный ток начинает уменьшаться. В это время снова начинает проявляться обратная связь, которая ~еперь уже будет способствовать запиранню транзистора. Следует заметить, что момент времени гь, а следовательно, длительность импульса блокинт-генератора определяются как уменьшением базового тока, т. е. постоянной времени г так и изменением коллекторного тока по закону, определяемому не только т„ но и постоянной времени трансформаторной пепи т, = Ь/гв (гй= ге/пь не= ь»е/ь»»).
Если ть(т„то то«1 возрастает; следовательно, выход транзистора из режима насыщения ускоряется. Если ть> т,„то коллекторный ток сначала уменьшается, достигая своего минимума, а затем возрастает [133. После запирания транзистора и спада П„до уровня — Е„ в коллекторной цепи действует как бы источник тока 1„, который заряжает эквивалеьь сную емкость Си и соответственно понижает коллекторное напряжение на значение выброса ЬУ В схеме возможен колебательный процесс, поэтому для обеспечения апериодического характера изменения напряжения выброса необходимо выполнить условие у'ЦСб б> 2К„. (11.19) После запирания транзистора коцленсатор в базовой цепи разряжается от значения лб(Ек+ М/ ), стремясь к значению — Еб — 1„ббК с постоянной времени КС.
Однако в момент времени бь когда 1/б, станет равным нулю, транзистор откроется и начинается формирование следующего импульса. Для обеспечения яспушего режима блокинг-генератора достаточно поменять полярность источника смещения. При подаче отрицательного запускающего импульса формирование основного импульса здесь происходит так же, как и в авто- колебательном блокинт-генераторе.
Однако при запирании транзистора конденсатор разряжается до значения Еб — уквбК и транзистор остается закрытым. Основные расчетные формулы приводятся далее. Оптимальное значеняе лб, прн котором длительность фронта минимальна, кбСк тк Во всех практических случаях лб,„, получается единицы. Длительности положительного и отрицательного коллекторного напряжения формируются примерно и тех же условиях и примерно равны друг другу: бф кб бф = 2 Злб 1тк (1 + Е»7Кк) + Сктб) (11.20) меньше фронтов в одних (1!.21) где л„= ж,/жк — коэффициент трансформации цепи нагрузки; К'„ = К„7тР— сопротивление нагрузки К„, приведенное к коллекторной обмотке. При выполнении условий 9,= т,/тф > 4, Э„= 1„/тб> 3 И ЗаДаННОй ДЛИтЕЛЬНОСтн ВЫХОДНОГО ИМПУЛЬСа бк ИНДУКтИВНОСтЬ трансформатора выбирают по формуле тб1„е' ~' Ъж (11.22 а) 278 Эквивалентная емкость Сб состоит нз пересчитанных емкостей эмиттерного н коллекторного переходов: Са = лхбС, + (1 + лб) Ск.
(11.18) При Эк <0,2, Э„> 2 используют формулу Е= ткб,у(СЛб.д,). Амплитуда обратного выброса коллехторного напрчжения Ь(кк 0,75Екб лб ккккт„ (11.23) где т, = У~К„ — постоянная времени выброса. Длительность выброса 1,ж 2,5т,. Дая устранения выброса В коллехторную обмотку трансформатора шунтируют диодо . м. ремя между двумя соседними импульсами (время паузы) Пб (Ек + кк(к кк) + Еб + 1КБОК Е," 1 К ' . (11.24) При Еб » 1кббК н Еб » И7 получим 1„=КС!и !+ ' "!.
лбЕк Еб Время восстановления исходного состояния в ждущем блокинг-генераторе прн положительном значении Еб 1 к„= (3 —:ЯКС. (11.26) (11.22 б) (11.25) ПРИМЕРЫ И ЗАДАЧИ Решение 1. Определяем скважиость выходного сигнала; Т 1 (б = — — = 8. Еб„ 2 ™ фоРмУле (11.7) находил1 минимальный коэффициент усиления тРанзистоРа по току: () > 3 07 ц = 21 Х ПолагаЯ ориентиРовочно, что Ек = 1,2(7,„„, из условия кбкккк > Ек (СМ. ВРЕМЕННЫЕ ДИаГРаММЫ РИС. 113,6) НайДЕМ максимально допустимое коллекторное напряжение закрытого транзистора: (У~чик > 2 (1,2(7,„„) = 24 В, 11Л. Рассчитать схему автоколебательного мультивибратора, генерирующего прямоугольные импульсы с амплитудой (7,„„=10 В, длительностью 1„=100 мкс и частотой Е= = 1,2 кГц.
Нагрузка К„с сопротивлением 10 кОм включена между коллекторами транзисторов н «землей». Диапазон температур окружающей срелы 20-60'С. Нестабильность рабочей частоты при изменении температуры не должна превышать !2%. гф ж2,ЗСз 86 мкс, ~«~н К„ + йн г~е жЗтн= 1 мкс. ( 2Л укьр Е/Е„нк 1. Гл Ел АМ д -рр-лнп«, 4« Глр 23! 4. На основании п.
2 и 3 выбираем транзистор типа МП25Б, имеющий следующие параметры: (3 = 30 —: 80, (7„е = 40 В, урн = 100 мА, !квг= 500 мкА при ! = +60'С, 7« = = 500 кГц. 5. Выбираем ток коллектора насьпцения 1„« открытого транзистора. Из условия (11.5) для получения малой длительности отрицательного фронта необходимо уменьшать сопротивление резистора К а следовательно, увеличивать ! Однако в области больших значений рабочих токов, близких к допустимому для данного типа транзистора, уменьшается коэффициент усиления по току р. Поэтому в диапазоне токов 1 < 1„, лля транзистора МП25Б выбираем ток ум = 30 мА, при котором значение () максимально. Следует заметить, что задание мощности потребления схемы Ре = Е„1 накладывает дополнительное ограничение иа ток 1«н.
6. Определяем сопротивление резистора в коллекторной цепи: Е„1,2(7 Р, о Е "— ' ~* — 0,4 кОм. 1«н «н 7. Уточняем напряжение источника питания: Е„ = (7 „ " " + укхр Кн = 14 В. К„+ Ен н 8. Из формулы (11.6) находим сопротивления резисторов в базовых цепях транзисторов: Е«Е2 Е < ()ннн«««. Принимаем Е = 0,8(3 ьй, = 9,6 кОм. 9. Оцениваем влияние обратного тока закрытого транзистора прн максимальной температуре на рабочую частоту, исходя из условия 1О. Так как условие (11.27) не выполняется, то емкосп конденсатора С, определяется из формулы (!1.1). Таким образом, С, 0,016 мкФ. 1!. Для определения емкости Сз воспользуемся формулой (11.2), что лает Сз = 0,1 мкФ. 12.
Проверяем выполнение условия С,, С, > См. Так как См = 60 пФ, то условие выполняется. 13. Определяем длительности фронтов ге и ге«выходного импульса мультивибратора с учетом резистора нагрузки: 14. Оцениваем нестабильность рабочей частоты при изменении температуры в заданных пределах 20 — 60'С: Е (60 'С) — Г (20 'С) Р (60 'С) Так как параметры мультивибратора рассчитывались из условия максимальной температуры 60 С, то частота Е(60 С) = 1,2 крц соответствует заданной. Значение рабочей частоты при температуре 20'С можно определить из формул (11.3) и (11.4), так как в этом случае выполняется условие Е„~ (кж«Е: Е(20'С) = = 1,08 кГц.
1 0,7Е(С, + Сз) Таким образом, б = 10;л что не превышает допустимого значения, определенного условием задачи. 11.2. Как изменится рабочая частота мультивибратора (рис. 11.1), если резисторы Я« и Ез подключить к источнику напряжения -Е, = Е„/2 (рис. 11.5«а)? Определить минимальное значение Еь при котором мультивибратор сохраняет работоспособность.
Принять Е, = Ез = К = 10 кОм, С, = Сз = С, Е, = — 12 В, Внн„= 50. Решение 1. При подключении резисторов Е, и Ез к источнику с напряжением ) Ее ! < )Е,) уменьшается уровень, к которому Ек1 г,=й,с,)п(!+ — /, и ЕО,/ Ел г,„= Етс„!и 1+ — /!. ЕО~ кпис. 11.6 Решение (1128) (11.30) откуда Еп„ь —— Ек!1/(кк,р . ) = 2,4 В. Гп .„=() ИЕ„С21П 1+ Ей 1 (1 1.31) 283 стремится перезарядиться соответствующий коНденсатор (рис.
11.5,6). В результате длительности 2„и сп увеличиваются: Е, + ЕО+ 1квп(вк — Е ) =АС 1п ЕО + 1квОФ2 Ек + ЕО + 1КБО (л~2 ~~к) 2~=В,С,)п Рабочая частота соответственно уменьшается Если ЕО » ХккОК, то данные формулы приобретают вил Таким образом, рабочая частота 1 1 ГО+ГО Подставляя значение ) ЕО 1 = ! Е„/2(, заданное по условию задачи, в формулу (1!.28), после преобразований получим 1и 3 — = — = 1,6.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
