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

Текст из файла (страница 2)

По таблице номиналов (10%) выбираем С2=68 пФ.

РАСЧЁТ ЖДУЩЕГО МУЛЬТИВИБРАТОРА

Осциллограммы переходных процессов в ЖМВ:

ЖМВ является релаксационным генератором, работающим в ждущем режиме. Он имеет одно устойчивое состояние. Внешний запускающий импульс вызывает скачкообразный переход схемы в новое состояние, называемое квазиравновесным. В данном состоянии происходит относительно медленные изменения токов (напряжений) в схеме, которые в конечном итоге вновь приводят к «скачку» и переходу схемы в равновесное состояние. Таким образом, на каждый запускающий импульс одновибратор вырабатывает импульс определённой длительности и вновь «ждёт» запускающего импульса.

Рассмотрим работу ЖМВ на логических элементах ИЛИ-НЕ. Входными токами ЛЭ будем пренебрегать. Для обеспечения ждущего состояния на вход ЛЭ D2 через резистор R подаётся высокий потенциал, а на оба входа ЛЭ D1 низкие потенциалы, при этом низкий потенциал на входе Вх1-2 является следствием высокого потенциала на входе ЛЭ D2.Конденсатор C3 разряжён. На выходе ЛЭ D1 высокий потенциал.

ЖМВ запускается положительным перепадом напряжения от до , поступающим на вход Вх1-1 ЛЭ D1, что приводит к изменению напряжения на его выходе на низкое. Это изменение передаётся через ёмкость C как через короткое замыкание на вход ЛЭ D2. На выходе одновибратора возникает напряжение высокого уровня. Последнее передаётся на вход Вх1-2 D1. В некоторый момент времени, когда на входе ЛЭ D2 возникнет потенциал U*, оба ЛЭ оказываются в области активных характеристик, и в схеме возникает глубокая положительная обратная связь. Она существенно ускоряет переходной процесс - в схеме возникает скачок токов (напряжений). По окончании скачка на входе Вх1-2 ЛЭ D1 оказывается уровень , и он удерживает ЛЭ D1 в состоянии Uвых1= . Схема себя «заблокировала»- начинается медленный квазиравновесный процесс формирования импульса Т. В момент скачка конденсатор C3 будет заряжаться по цепи: Епит - резистор-конденсатор C2- выход элемента D1. При достижении Uвх2=U* оба ЛЭ D1 и D2 вновь оказываются активной области характеристик. В схеме опять возникает положительная обратная связь и скачок токов (напряжений). Квазиравновесная стадия завершилась- импульс сформирован. Его длительность составляет

,

где =Епит, U*=Епит/2.

После квазиравновесной стадии следует стадия восстановления, в течение которой в схеме происходит восстановление потенциалов и токов до первоначальных значений. Перезарядка через резистор существенно увеличивает время восстановления. Для сокращения этой стадии вводят диод VD2. В квазиравновесной стадии диод закрыт, а на этапе восстановления он открывается и конденсатор С3 разряжается по цепи: диод VD2 и выходной транзистор D1. Это существенно ускоряет процесс восстановления, однако несколько увеличивает длительность заднего фронта импульса напряжения на выходе ЛЭ D1.

Найдем значение сопротивления R_4:

Зная ток через R₄ и напряжение питания, мы можем найти минимальное значение сопротивления R4:

По таблице номиналов (5%) R₄=330кОм.

Рассчитаем значения конденсатора С₃:

Зная, что , где U_d=0,7 В, найдем С₂:

Найдем значение сопротивления R₄ :

Для этого найдем максимальное сопротивление цепи.

Зная, что найдем R_max:

R_max=750 кОм

По таблице номиналов (5%) R₅=430 кОм.

РАСЧЁТ УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ

Схема усилителя мощности:

Усилитель мощности выполняется на биполярных транзисторах, включённых по схеме общий коллектор.

Входной сигнал подаётся через регулятор амплитуды – делитель напряжения – на базу транзисторов. Отпирающий ток базы открывает транзистор и вызывает ток эмиттера, который является током нагрузки и в β+1 раз больше базового. Схема усиливает ток, проходящий через нагрузку, таким образом, она является усилителем мощности.

Параметры транзистора:

Сопротивление эмиттера при :

Базовый ток транзистора:

Максимальный выходной ток микросхемы:

- при высоком уровне

- при низком уровне

Ток в резисторе R6 примем меньше тока базы в 10 раз. Отсюда найдём номинал резистора, если на нём будет падать максимальное напряжение:

По таблице номиналов (10%) R6=820 кОм

Параметры транзистора для переменного сигнала:

Выходное сопротивление микросхемы:

Входное сопротивление транзистора:

Выходное сопротивление транзистора:

- постоянная времени транзистора

Верхняя граничная частота:

Оценим фронты импульса:

t1=21,8 нс

t2=476,1 нс

Время фронта усилителя:

Время фронта по условию:

Данный усилитель в состоянии обеспечить нужные фронты.

Расчёт параметров стабилизатора

Схема стабилизатора:

Стабилизатор напряжения поддерживает стабильное напряжение Епит для всего устройства, обеспечивая необходимый устройству ток.

Напряжение на выходе стабилизатора:

Eпит=15,5 В

Нестабильность напряжения сети:

Нестабильность выходного напряжения стабилизатора:

Номинальное напряжение на входе стабилизатора:

U=E+U*0,2+Uпд, где

Uпд – падение напряжения на стабилизаторе, Uпд=3,5 В (по справочнику)

Максимальное и минимальное значения напряжения на входе:

Коэффициент нестабильности по напряжению:

По справочнику коэффициент нестабильности по напряжению стабилизатора:

Напряжение на выходе стабилизатора:

, где

Uос=1,25 В, а ток в делителе R7-R8 не должен быть меньше 1,5 мА.

Отсюда находим значения резисторов:

R7=11,4*R8

R7=833,3 Ом

R8=9500 Ом

По таблице номиналов (5%) выбираем резисторы:

R7=820 Ом

R8=9,1 кОм

Для точной регулировки выходного напряжения делаем резистор R11 переменным:

R9=1 кОм

Конденсаторы по таблице номиналов (10%) выбираются равными 10 мкФ:

С4=10 мкФ

С5=10 мкФ

Рассчитаем ток, потребляемый устройством:

Токи, потребляемые микросхемами (по справочнику):

Ток, потребляемый ДЦ:

Ток, потребляемый регулятором амплитуды:

Средний ток, потребляемый нагрузкой за период (при средних значениях длительности импульса и периода):

Максимальный потребляемый нагрузкой ток за период:

Ток, потребляемый устройством:

Максимальный ток, потребляемый устройством:

Коэффициент нестабильности по току:

По справочнику коэффициент нестабильности по току стабилизатора:

ТАБЛИЦА СПЕЦИФИКАЦИЙ

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА

Список литературы

1. Зельдин Е.А. Импульсные устройства. –М.: Радио и связь, 1981г.

2. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы. Справочник. –Челябинск: Металлургия, 1988г. (МРБ, Вып. 111)

3. Мячин Ю.А. 180 аналоговых микросхем /Приложение к журналу "Радио" -М.: Патриот,1993г.

4. Перельман. Отечественные микросхемы и зарубежные аналоги: Справочник. –М.: НТЦ Микрон, 2000г.

5. Гольденберг Л.М. Импульсные устройства. -М:. Радио и связь, 1981г.

6. Каретников И.А., Соловьев А.К., Чарыков Н.А. Усилительные устройсва и стабилизаторы напряжения / Лабораторный практикум по курсу «Электронные цепи и микросхемотехника» М.: Из-во МЭИ, 2004г.

7. Каретников И.А., Соловьев А.К., Чарыков Н.А. Транзисторные ключи / Лабораторный практикум по курсу «Электронные цепи и микросхемотехника» М.: Из-во МЭИ, 2004г.

8. Каретников И.А. Триггеры и мультивибраторы на логических элементах/Лабораторные работы №1-5 «Электронные цепи и микросхемотехника» М.: Издательство МЭИ, 2005г.

- 18 -

Характеристики

Список файлов домашнего задания