Изъюров Г.И. - Расчет электронных схем (1266568), страница 45
Текст из файла (страница 45)
е. выброс апериодически спадает до нуля. Амплитуда выброса, согласно (11.23), АО = 0,75-5 20/7,5 = 1О В. Длительность выброса Ь = 2,5т, = 2,5Ь/)('„= 7,5 мкс. Для транзистора МП116 такая амплитуда выброса недопустима, так как здесь (7„~ = (5 + 10) 1,4 > (7„а — — 15 В. Следовательно, необходима цепь из диола Д и резистора Я~, уменьшающая амплитуду выброса до значения А(l„'„= 0,75 — "" (11'„1 )1„). Ь Вычислим допустимую амплитуду обратного выброса: 288 Максимальное сопротивление шунгирующего резистора найдем из формулы (7('„)(В „) = ~~ = 0,6 кОм, А(7' „Ь 0,75Е,г„ откуда Я = 0,75 кОм.
Выбранный тип диода Д лолжен уловлетворять условиям Е,г„ = — "<1 в ) (Узап! > (Ев(. Выбираем диод типа Д9Г. 11.7. Определить максимальную частоту повторения запускающих импульсов ждущего блокинг-генератора на транзисторе МП!11. Задано, что Е„= 12 В, Еа = +2 В, С =! нФ, Я = 1 кОм, Ь= 1 мГн, ла = 0,2, и„= 1. Длительности отрицательного и положительного фронтов выходного импульса можно не учитывать. Считать, что 1, < г Решение Опрелелим длительность импульса блокинг-генератора. Для большинства типов низкочастотных транзисторов, у которых 1'„< 1 МГц, соотношение т,/та > 4 не выполняется при С < <0,1 мкФ, поэтому для определения г„воспользуемся формулой пб -С 0,7 мкс.
т„ Определим время восстановления исхолного состояния схемы из формулы г =ЗЛС=З мкс. Максимальная частота повторения запускаюпшх импульсов Г„= = — 0,27 МГц. 1 !и + !ох~~ 8 11.2. РЕЛАКСАЦИОННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ НА ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМАХ В настоящее время широко применяются релаксационные генераторы (мультнвибраторы), выполненные в виде гибридных ИМС, на основе логических ИМС и операционных усилителей. Принципиальные схемы мультивибраторов, выполненных в виде гибридных ыпкросхем, отличаются от мультивибраторов на дискретных транзисторах наличием элементов, улучшающих свойства мультивибраторов.
Такие элементы выполняются в едином технологическом цикле со схемой и не влияют на стоимость или габариты микросхемы. В интегральных мультивибраторах К2!8ГФ1 и К218Ф2 серии 218 для улучшения формы прямоугольного импульса используются диоды, блокирующие коллекториые потенциалы запирающихся транзисторов; чтобы предотвратить пробой перехода эмиттер — база транзисторов, в базовые цепи включены ограничивающие диоды.
В автоколебатсльных мультивибраторах, например К219ГФ! серии 219, для обеспечения мягкого режима самовозбухсаения используется нелинейная обратная связь, не допускающая перехода открывающегося транзистора в режиме насыщения. Мультивибраторы на основе логических ИМС обычно применяют в цифровой аппаратуре, так как при этом наиболее полно обеспечивается унификация элементной базы. Кроме того, не требуется согласование по уровням сигналов релаксационных генераторов и других устройств аппаратуры. На рис. 11.7,а представлена принципиальная схема автоколебательного мультивнбратора на ИМС, реализующих логическую функцию И вЂ” НЕ. Логические схемы ИМС1 н ИМС4 имеют вспомогательное назначение и служат для создания режима мягкого самовозбуждения колебаний в схеме. При включении питания и возможном появлении на обоих выходах микросхемы ИМС, и ИМС! сигналов логической единицы срабатывают микросхемы ИМСз и ИМС4.
На вход ИМСз поступает высокий уровень напряжения, который вызывает ,(» ит, 7»ис. 1!.7 переключение ИМС! в состояние логического нуля на выходе и приволнт к возникновению режима автоколебаний. Временные диаграммы, характеризующие работу схемы в режиме автоколсбаний, приведены на рис. 11.7,б. В момент времени 1, напряжение (7 ! достигает порогового значения 0„,в, при котором происходит перехлючение микросхемы ИМС,. Напряжение У,,д изменяется от уровня (!ею», соответствующего логическому нулю, ло уровня (7',, логической единицы. Так как конденсатор С! представляет собой в момент времени 1, цепь, замкнутую накоротко (напряжение на конденсаторе скачком измениться не может), то (7„1(г,) = У, и, 1 следовательно, ! ~вьп! (11) 1' вьп. Скачок напряжения (7, ! от значения (!', ло значения (/е через конденсатор С! передается на вход михросхемы ИМС! и создаст нежелательный отрицательный выброс напряжения (7„1.
Чтобы исключить отрицательные выбросы на входах ИМС, и ИМС„резисторы й! и йз шунтируют диодами л д После момента времени 1, конденсатор С, начинает заряжаться с постоянной времени т, , = Л,Сп а напряжение (7 „! стремится к нулю с той же постоянной времени. По достижении напряжением (7 д! порогового значения (7„,в, при котором переключается микросхема ИМСь напряжение (7,„„! скачком изменяется до значения, соответствующего логической единице, т.е. 17 „1(!!)= (71, что приводит к изменению напряжения Ю ! Щ = (7' „, а следовательно, 17, 1(!!) = (7»,' .
Таким образом, мультивибратор переходит в следующее квазиусгойчивое состояние, за время которого происходят заряд конденсатора С! и изменение напряжения (У ! с постоянной времени т р! = = й!С!. При (7,„„1(11) = (7„, мультивибратор перехолит в новое квазиустойчивое состояние, во время которого заряжается конденсатор Сь т.
е. цикл повторяется. В соответствии с временными диаграммами (рис. 11.7,6) длительность импульса вьжодного напряжения (7» 1 определяется формулой гп=(й!+й; )С,!и 'ю . (1134) (7о + (7 1' пс!ьс» Длительность паузы между соседними выходными импульсами напряжения 1 11 пср.с» 29! (11.36) будем иметь ~вмг + (Сн! (с! с - Я!С!!п н (! 1.37) (спавших (со + (с (!! с.
жйгСг)п (11.38) сср сс дс'-барс и„, с!с грур7 и ис„'„ р и„, грг Рис. 1С.СС Рис. 11.9 293 где (Ск!, *сСхг — падения напряжения на резисторах я„яг от протекания входного тока 1м микросхемы при низком уровне входного напряжения ((Ск! — — 1,„11с, (акт = 1,„йг); Я'„— выходное сопротивление микросхемы при высоком уровне выходного напряжения. Обычно выбирают й! = йг = 11. Прн выполнении неравенства На рис. 11.8 изображены принципиальная схема (а) и временные диаграммы (6) ждущего мультивибратора на логических микросхемах ИМС, и ИМСг, реализующих функцию И вЂ” НЕ.
В исходном состоянии на выходе ИМС, имеем высокий уровень напряжения (Ус„„(логическая единица), так как резистор К подключен к нулевой шине и уровень напряжения на входе ИМС! определяется падением напряжения (Са — — 1!м)1 на резисторе К от входного тока микросхемы; это напряжение меньше порогового напряжения (У„,р . Тогда при наличии на входе микросхемы ИМСг высокого уровня напряжения на выходе этой микросхемы создается низкий уровень напряжения (l г = Ь~, (логичсский нуль).
При подаче в момент времени с, на вхол ИМСг запускающего импульса (! „микросхема ИМСг переходит в состояние логической единицы, когда (С г = (У,' . Скачок напряжения сИУ, = (С! — Р,' передается через конденсатор С на вход микросхемы ИМС„которая переходит в состояние логического нуля, когда ( „= (С~ После момента времени с, конденсатор С заряжается по экспаненпиальнаму закону с постоянной времени т = КС, а напряжение У ! падает с той же постоянной времени. Мульти- вибратор находится в квазиустойчивом состоянии.
В момент времени св когда напряжение (С,„! достигает порогового уровня (С р, происходит переключение ИМС! и соответственно ИМСг. Мультивибратор возвращается в исходное состояние. Для предотвращения отрицательного выброса напрвкения (С,„! в момент сг и уменьшения, таким образом, времени восстановления исходного состояния схемы резистор )с шунтируют диодом Д. Длительность выходного импульса при К ~ 11' определяется формулой (сс,„— ю', + (ск с„!ч йС 1и — "~ р!г Принципиальная схема и временные диаграммы работы автакалебательного мультивибратора на операционном усилителе привелсны на рис, 11.9, и, б.
При подаче питающих напряжений в начальный момент времени се вход 1 операционного усилителя по переменному току заземлен, а на вход 2 по цепи обратной связи поступает небольшое напряжение (положительное или отрицательное), так хак на выходе всегда имеется положительное нли отрицательное напряжение сдвига. Дифференциальное напряжение, приложенное к входам 1 и 2, ср А г — Г:3--йс(— Е" ! 1 ! !с 1 Х лег~=»с! (! ! Е.-„!+ (У, / 2йг ') !Е.-„)-)(;! ~ Е, / Е+ (11.40) Таким образом, при Е„= О схема генерирует импульсы со скважностью, равной двум. Для изменения частоты и скважности выходных импульсов можно: 1) подать в точку а напряжение Е,„гг О, 2) зашунтировать резистор Е цепью, состоящей из послеловательно соединенных резистора К и диода Д (па рис. 11.9 показана пунктиром).
Принципиальная схема и временные лиаграь»л»ы хслущего мультивибратора на операционном уснлителе приведены на рис. 11.10. В исходном состоянии, когда (У =О, выходное напряжение операционного усилителя равно положительному прелельному значению Е+ . Диол открыт, напряжение на конденсаторе С и соответственл' — гг но на инвертнрующем входе Г Г,' усилителя составляет десятые доли вольт. Напряжение на непнвертирующем и =и г иг входе определяется делите- Ф, ~Г " + лем (Е, — У(2): 4~ » Е+ и гр г (у+ = — "— -г-= Е и,, Я, +Е~ Это напрягхенпе удерживает усилитель в таком режиме, Рие ШИ когда (У,„„= Е,+ скачком переводит операционный усилитель в режилг ограничения, когда, например, (У, = Е' а 1У2 = (Уг.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
