Курсова робота
на тему:
“Генератори та їх види”
План.
Вступ
………………………………………………………………
……..2
Імпульсні
генератори……………………………………………….3
2.1.
Блокінг-генератори…………………………………………….5
2.2.
Мультивібратори……………………………………………….6
2.2.1. Транзисторні мультивібратори………………..10
2.2.2. Генератори на мікросхемах……………………..16
2.3. Генератори на логічних елементах і
операційних підсилювачах…………………………22
Практична
частина………………………………………………….28
Висновок……………………………………………………….
……….30
Додатки………………………………………………………..
…………31
Список використаної літератури……………………………..35
Вступ.
Мікроелектронні прилади і обладнання є складовою частиною апаратів і
систем практично всіх галузей науки і техніки. Номенклатура
мікроелектронної апаратури зростає надзвичайно скоро. В даний день перед
спеціалістом-розробником стоїть завдання правильного вибору і
оптимального використання готових мікросхем. В тому випадку, коли
параметри виготовлених мікросхем не задовольняють ріст потреб науки і
техніки, виникає проблема удосконалення їх характеристик за допомогою
відносно простих зовнішніх сполучень.
На першому етапі створення мікроелектронної апаратури функціональні
вузли і блоки компонували в метало-скляним, керамічним і пластмасовім
корпусах разом з великім числом дискретних елементів. Для монтажу
використовувались друковані плати. В даний час конструктивною основою
мікроелектронної апаратури є метод компановки без корпусних мікро зборок
в об’ємні функціонально закінчені герметичні вузли. Такий метод дозволяє
в 3…4 рази знизити масу і габаритні розміри однотипних виробів.
Особливістю мікроелектронної апаратури являється широке використання
математичними методами рішення всіх задач. Засобами мікроелектроніки
можна змоделювати математичні вирази довільної складності. Якщо раніше
математику застосовували для аналізу і синтезу радіотехнічних схем і
обладнань, то тепер математика служить вихідною точкою вирішення
радіоелектронними обладнанням задачі. Сьогодні математика і електроніка
стали тісно пов’язаними дисциплінами.
Сучасний спеціаліст, а тим більше спеціаліст майбутнього повинен мати
ґрунтовну загальноосвітню і політехнічну підготовку, знати основи
сучасного виробництва, вміти самостійно освоювати нову техніку, успішно
її експлуатувати, в разі потреби легко переходити від розв’язання одних
виробничих завдань до інших.
Основою сучасних електронних приладів є цифрові схеми логічних кіл,
регістрів, лічильників, таймерів, комутаторів, дешифраторів, суматорів,
перетворювачів та ін. Фізичні принципи роботи цих схем і методи
конструювання складних систем повинні знати не тільки спеціалісти, які
обслуговують електронну техніку, а й користувачі.
Імпульсні генератори.
Імпульсні генератори – складають частину дуже багатьох електронних
приладів, причому домінуюче місце вони займають в цифрових системах
оброблення сигналів. Імпульсні генератори будуються на різних елементах.
Основним вузлом генератора являється час задаючий ланцюгом на елементах
L, R, C. Пасивні елементи застосовуються в сполученні з активними.
Враховуючи паразитне розподілення опорів, індуктивності і ємностей і
розділення параметрів електричних пристроїв, можна уявити собі всю
складність обрахунку імпульсних генераторів для використання в широкому
діапазоні частот.
В результаті реактивні елементи зводяться до деякого активного
аналогу. Тепер для розрахунку параметрів складного ланцюга,
складаючогося із великої кількості елементів L і C, можна
використовувати закон постійного струму, а вони, як відомо, більш
доступні і прості.
Для очевидності проведених перетворень розглянемо прості і широко
розповсюджені приклади. Почнемо з підключення джерела постійної напруги
де RС ланцюги (мал.1,а).
б)
мал.1
. Напруга на конденсаторі змінюється по закону, близькому до
експоненціальному.
Враховуючи ці функції, можна значно підвищити точність інженерних
розрахунків.
Блокінг-генератори.
Блокінг-генератори називаються генератори прямокутних імпульсів, в яких
позитивно обернений зв’язок проходить через трансформатор чи другий
пасивний елемент. Як і мультивібратори, блокінг-генератори можуть робити
як і в чекаючому, так і в автокосливальному режимі. Звичайно
блокінг-генератори використовують для одержання коротких (десятки, сотні
наносекунд чи одиниці мікросекунд) і потужних прямокутних імпульсів.
мал. 2. Блокінг-генератори.
а – чекаючий на мікросхемі 119ГФ1;
б – чекаючий на потужнім польовому транзисторі;
в – автоколивальний на оптроні.
Елементи транзисторного блокінг-генератора входять в склад мікросхеми
119ГФ1 (мал. 2,а), де тривалість імпульса визначається постійною часу
R1C4 і параметрами імпульсного трансформатора. Інтервал між імпульсами
запуску повинен бути набагато більший, ніж тривалість імпульса. На мал.
2,б показана схема чекаючого блокінг-генератора на потужнім ПТ КП901.
Дякуючи малому вихідному опору потужного ПТ (порядку 0, 7 … 1 Ом) в
схемі досягається висока крутість фронтів (передній фронт –1,6 нс, спад
– 11 нс.). При даних, приведених в схемі, тривалість імпульса –60 нс.,
амплітуда – 25 … 30 В. Крім імпульсного трансформатора елементом
розв’язки, через який здійснюється позитивно обернений зв’язок, може
бути і оптрон. Схема блокінг-генератора на оптроні приведена на мал.
2,в.
Для одержання прямокутних імпульсів з крутими фронтами застосовують
релаксаційні генератори, які можуть працювати в автоколивальному,
чекаючому і синхронному режимах. За фізичними принципами генерації
бувають мультивібратори і блокінг-генератори.
Мультивібратори.
Коливання прямокутної форми на мультивібраторах виникають за рахунок
позитивного оберненого зв’язку, через активний електронний елемент:
транзистор, операційний підсилювач, логічний елемент, тиристор і т.д.
Тому що основні параметри прямокутних імпульсів: частота (тривала),
амплітуда і їх стабільно залежить від характеристик активного елемента –
напружене живлення, порогового рівня, швидкодія і т.д.
Найбільш часто в теперішній час вживаються мультивібратори на логічних
елементах інтегральних мікросхем, що зв’язані з їх використанням в
цифровій апаратурі. На мал. 3,а показана схема чекаючого мультивібратора
на двох логічних елементах. Його запуск проводиться негативним імпульсом
відносно напруження живлення. Довгота імпульса Т(1.1 R1C1. На мал. 3,б
показана схема автоколивального мультивібратора у якого період коливання
приблизно дорівнює 2 R1C1. Стабільність довготи або періода повторення
імпульса в мультивібраторах на логічних елементах не велика (близько 3%
при вимірюванні температури на 10(С), внаслідок низької стабільності
порогового рівня ТТЛ – мікросхем. Тому що, для підвищення стабільності
часто в якості порогового елемента вводять транзистор, у якого
стабільність приблизно на порядок вища. Схема чекаючого мультивібратора
(мал. 3,в) володіє стабільністю тривалого імпульсу близько 1% в
діапазоні температур і широкім діапазоном перестройки (до 200 раз).
В ряді серій інтегральних мікросхем випускаються пристрої, які можуть
робити як чекаючі і автоколиваючі мультивібратори. Таким устройством
появляються інтегральний таймер ( ІТ ). На мал. 3,г показана схема
чекаючого мультивібратора на ІТ типу КР1006ВІ. Тривалість імпульса на
вході рівна постійному часу R1C1. В серії 119, 218 випускаються
мультивібратори, у яких частота коливання вибирається за допомогою
підключення до входів конденсаторів різної ємності (схема мал. 3,д).
Управління тривалим імпульсом (частотою автоколивальний) може
виготовлятися трьома способами: ручною регуліровкою і т.д. змінювання
опору ( частіше ємності) – як це робиться в схемі (мал. 3,в); за
допомогою напруги зміщення, введена в вхідні ланцюги логічних елементів;
цифровим кодом. На мал. 3,е показана схема автоли вального
мультивібратора, у якого трьох розрядним цифровим кодом підключаються
потрібні ємності із набору С, 2С, 4С, причому 4С включаються старшим
розрядом коду.
На мультивібраторах з логічним елементом частіше всього виповнюються
високочастотні кварцові генератори. На мал. 3,ж показана схема
кварцового генератора на ТТЛ-елементах на частоти на 10 МГц. Для більш
високих частот (до 110 МГц) застосовуються схеми на елементах
емітерно-звязаної логіки (ЕСЛ-елементах) (мал. 3,з), працюючі на
гармоніках частоти кварцового генератора.
Мал. 3. Мультивібратори на мікросхемах:
а – чекаючий;
б – автоколивальний;
в – з транзистором в якості порогового елемента;
г – на інтегральному таймері;
д – на мікросхемі 119ГФ2;
е – з управлінням цифровим кодом;
ж – кварцовий генератор;
з – високочастотний кварцовий генератор.
На мал. 4 зображені схеми мультивібраторів на других електронних
елементах. Схема мультивібратора на транзисторах (мал. 4.а) у
відмінності від схем на логічних елементах можуть розробляти при значних
змінах живлячого напруження при значно малій зміні частоти. Управління
частотою автоколиваннях можна виготовляти напруженням зміщення Есм.
Діоди V2, V3 покращують форму прямокутного напруження на колекторах V1,
V4 (якщо в цьому немає потреби, елементи R2, R5, V2, V3 можна забрати).
Період автоколивань
Схема може робити і в чекаючому режимі, для цього в одну із ланцюгів
вводять запираюче напруження. Схема чекаючого мультивібратора на
операційному рівні (ОР) показана на мал. 4,б. ця схема дозволяє одержати
біполярний імпульс великої амплітуди ((15В). Тривалість сформованого
імпульсу визначається так
де Uнас – напруження насичення операційного рівня по виходу, наприклад,
при живленні напруження (12 В Uнас=10В.
Мал. 4. Мультивібратори на електронних елементах:
а – автоколивальний на транзисторах;
б – чекаючий на операційному підсилювачі;
в – чекаючий на польовому транзисторі;
г – чекаючий на одно перехідному транзисторі;
д – чекаючий на тиристорі.
Чекаючий мультивібратор на польовому транзисторі (ПТ) (мал. 4,в)
позволяє одержати імпульс великої тривіальності, так як R1 може
складати одиниці і десятки мегом. Тривалість імпульса в схемі
де Uпор – порогового напруження даного польового транзистора (наприклад,
для КП103М –порядку +4,5 В).
На мал. 4,б показана схема чекаючого мультивібратора на одноперехідному
транзисторі (ОТ). Завдяки малому вхідному току ОТ, тривалість імпульсу
може регулюватися в широких обмеженнях. Напруженість включення ОТ
стабільне, тому стабільне і тривале формування імпульса. При подачі
запускаю чого імпульса на S-вхід тригера D1 на його виході появляється
позитивний потенціал U1. Конденсатор С1 заряджується через резистори R1,
R2, поки напруження на нім не досягне напруження включення ОТ.
Позитивний імпульс на резисторі R3 утворює тригер D1 в початковому
стані. Тривалість імпульса в цій схемі
де Uвкл – напруження включення ОТ;
U1 – амплітуда імпульса на виході тригера D1.
На схемі (мал. 4,д) показаний чекаючий мультивібратор на тиристорі,
дозволяючий одержати імпульс великої потужності. У вихідному стані
конденсатор С1 заряджений до напруження джерела Еі. Позитивний імпульс в
ланцюзі бази тиристора V1 відмикає тиристор і конденсатор С1
розряджається через обмотку трансформатора Т1 і тиристора V1. по мірі
розряду конденсатора напруженість на тиристорі падає до тих пір, поки
він не закриється. Після цього конденсатор С1 знову заряджується через
дросель L1 до напруження джерела живлення. На вихідній обмотці Т1
виникає імпульс потужністю одиниці і навіть десятки кіловат. Така схема
лежить в основі телевізійних генераторів стрічкових розгорток.
Транзисторні мультивібратори
В мультивібраторах, а також блокінг-генераторах не використовуються
резонансні LC – контури. В мультивібраторі частота генерації
визначається постійними часу RC – кола. Такі генератори називаються
релаксаційними, вони широко використовуються в телевізорах,
контрольно-вимірювальних приладах і в інших пристроях.
мал. 5. Мультивібратор
Мультивібратор зазвичай містить два взаємно зв’язаних транзисторних
підсилювачі, у яких для збудження і підтримування коливань вихід другого
підсилювача підключений до входу першого, а вихід першого – до виходу
другого. На мал. 5 показана типова схема мультивібратора, побудованого
на транзисторах р – n – p-типу. Недивлячись на симетрію схеми, струми
транзисторів не будують однаковими. Припустимо, що в момент включення
джерела живлення струм транзистора Т1 дещо більше струму транзистора Т2.
Внаслідок цього спад напруги на резисторі R2 буде більше спаду напруги
на резисторі R4. Так як напруга джерела колекторного живлення від’ємна,
то внаслідок зміни падіння напруг на резисторах R2 і R4 потенціал
колектора Т1 стане менш від’ємним, а колектора Т2 – більш від’ємним. Ці
зміни через конденсатори зв’язку С1 і С2 передаються відповідно на бази
транзисторів Т2 і Т1, що приведе до ще більшого росту струму колектора
Т1 і до зменшення струму колектора Т2. Ці зміни колекторних струмів
відбуваються вельми швидко і призводять до насичення транзистора Т1 і
блокування транзистора Т2, після чого будь-які зміни провідності
транзисторів припиняється. В результаті описаного процесу конденсатори
С1 і С2 виявляються зарядженими до напруги, наближеної до Ек (полярність
напруг вказана на мал. 5). Після зупинки змін колекторних струмів
конденсатор С1 порівняно повільно розряджається внаслідок протікання
через нього невеликої частини струму колектора Т1, що проходить через
резистор R3, на джерело Ек. В результаті цього позитивний потенціал бази
Т2 зменшується, потім стає негативним і транзистор Т2 відкривається. Це
призводить до зменшення негативного потенціалу колектора Т2 і до
утворення позитивного перепаду напруги на базі Т1. Цей швидкопротікаючий
процес продовжується до тих пір, поки транзистор Т1 не ввійде в режим
відсічки, а Т2 – в режим насичення. Таким чином, виникає стан,
протилежний початковому, який потім в результаті протікання процесу,
подібного описаному, знову переходить в початковий стан. Таким чином
підтримуються коливання в мультивібраторі, їх форма суттєво
відрізняється від синусоїдальної. Частота коливань визначається сталими
часу R3С1 і R1С2.
Для того щоб за синхронізувати частоту коливань мультивібратора з
частотою керуючого зовнішнього сигналу, цей сигнал подають на резистор
R5. Для можливості синхронізації частота керуючого сигналу повинна
набагато перевищувати частоту власних коливань мультивібратора.
Мультивібратор може також генерувати синхронізовані коливання, частота
яких в ціле число разів нижче частоти синхронізуючого сигналу.
Вихідний сигнал знімається з колектора Т2, через конденсатор С3.
Вихідний сигнал можна також знімати з колектора Т1, якщо подавати
напругу синхронізації на резистор R3.
Генератор на лавиннім транзисторі з діодним навантаженням (мал. 6).
Він побудований на транзисторі, який працює в лавинному режимі.
Генератор позволяє сформувати на виході імпульсний сигнал трикутної
форми з амплітудою 4 В із повною довготривалістю 1 нс. Така формула
обґрунтована диференціюванням сигнала релаксатора. Роль диференційного
конденсатора грають роль два діода, на які подається зворотна напруга
зміщення. В початку імпульса ємності діодів велика і в навантаження
приходить частина його фронту, а потім ємність зменшується і друга
частина імпульсу являється відсіченою.
мал. 6, мал. 7
Генератор сигналу з керованою щільністю (мал. 7).
можна міняти подовженістю відкритого стану кожного транзистора.
Показані на схемі номінали елементів позволяють одержати імпульсний
сигнал з періодом 20 мс., а щільність міняється в рамках від 0,1 до 10.
мал. 8
Генератор з динамічним навантаженням (мал. 8).
струм не протікає. Через це закритий транзистор VT1. В ланцюг
колектора транзистора VT2 включений резистор з більшим опором. Після
того як відбудеться переключення транзисторів VT2 VT3, відкриється
транзистор VT1. В ланцюг колектора транзистора VT2 включається опір
відкритого транзистора VT1. Напруга на колекторі транзистора VT2 стане
близькою до напруги живлення. Конденсатор С1 буде заряджатися через
відкритий транзистор VT1. По цій причині фронт імпульса мультивібратора
буде значно коротший.
Мультивібратор з переключаючим транзистором (мал. 9,а).
Він позволяє одночасно одержувати сигнали різної форми. В деякий момент
транзистор VT2 відкритий. Конденсатор С2 заряджений. Транзистор VT1
закритий, а VT3 – відкритий. Конденсатор С2 заряджається через резистор
R3, а С1 заряджається через R1. коли напруга на конденсаторі С2 майже
досягне нуля, транзистор VT1 відкриється, а VT2 лавиноподібно
закриється. З цього моменту начиняється закриватися транзистор VT3,
струм через резистор R1 зменшиться. Конденсатор С1 входить в ланцюг
негативним ОС, для транзистора VT3. В результаті на резисторі R1 буде
лінійно зменшуватися падіння напруги. Оскільки через ланцюг С2, R5
протікає постійний струм, затягування зменшення імпульса відсутній.
мал. 9
По мірі розрядки конденсатора С1 збільшиться напруга на колекторі
транзистора VT3, і він переходить в насиченість. Петля негативного ОС
розривається і розвивається лавиноподібний процес, приводячи пристрій в
початковий стан.
Епюри напруги у вказаних точках мультивібратора наведені на мал.
9,б.
Мультивібратори з емітерним навантаженням (мал. 10).
У мультивібраторі на мал. 10,а сигнал знімають з емітерних резисторів.
Сигнал не має звичайного затягування спаду вихідного імпульса.
мал. 10
Амплітуда вихідного сигналу 5 В. У мультивібраторі на мал. 10,а імпульси
мають позитивну полярність. В мультивібраторі на мал. 10,б імпульси
негативні. Тривалість фронту і спаду може бути менше 1 мкс. Період
слідування імпульсів рівний 450 мкс.
Мультивібратор з розділеним навантаженням (мал. 11).
Він зібраний по класичні схемі з динамічною навантаженням в ланцюгу
колектора транзисторів VT2, VT3. Навантаження їх служить транзистори VT1
і VT4. Тривалість фронту і спаду вихідних імпульсів близько 2…3 мкс
при опорі навантаження до 200 Ом. Покращенні фронти вихідного сигналу
досягнуто введенням ОС через конденсатори С1 і С4.
мал. 11
Коли, наприклад, транзистор VT2 відкривається, то негативний перепад
напруги передається на бузу транзистора VT1 і транзистор закриється.
Відбувається швидка зміна напруги емітера транзистора VT1. При
закриванні транзистора VT2 позитивний перепад напруги в колекторі цього
транзистора буде відкритий транзистор VT1. На емітері транзистора VT1
швидко збільшується позитивна напруга із за малого внутрішнього опору
емітерного повторювача. Частоту вихідного сигналу визначають формулою
Т(1,5R3C2 (при R3C2=R4C3).
В мультивібраторі можна використати мікрозборку транзисторів К198НТ3.
Мультивібратор з низькоомним виходом (мал. 12).
В основу генератора покладений мультивібратор, в якому ОС через
конденсатори С2 і С1 знімається з емітерів транзисторів VT1 і VT3.
мал. 12
Коли транзистор VT2 закритий, положення напруги його колектора
передається через відкритий транзистор VT1, забезпечуючи малий вихідний
опір. Фронт імпульса має велику крутизну, визначаєму частотними
властивостями транзистора VT2. Позитивний сигнал з емітера транзистора
VT1 передається через конденсатор С1 на вихід 1. Конденсатор С1
розряджається через діод VD1 і транзистор VT2. Ланцюг розрядки має малий
опір.
Амплітуда вихідного сигналу рівна половині напруги джерела живлення.
Частота слідування визначається постійним часовим ланцюгом R2 С1 і R3
С2. Замість окремих транзисторів можна використовувати мікро зборку
транзисторів К198МТ3.
Генератор з регульованою формую сигналу (мал. 13).
Він формує сигнал різної форми. Його основою служить мультивібратор,
частоту якого регулює перемінний резистор R3, а щільність імпульсів –
перемінним резистором R4.
мал. 13
Вихідний сигнал мультивібратора через діоди VD1 і VD2 поступає на
конденсатор С3. Перемінним резистором R8 можна регулювати швидкість
збільшення напруги на конденсаторі С3, а R7 – швидкість зменшиться.
Таким чином регулюють тривалість фронту і спаду імпульса. Амплітуду
вихідного сигналу встановлюють перемінним резистором R9.
Генератор пачок імпульсів (мал. 14).
Він побудований на двох мультивібраторах. Мультивібратор на транзисторах
VT1 і VT2 має частоту слідування імпульсів в 10 раз нижче частоті
слідування імпульсів другого мультивібратора, побудованого на
транзисторах VT3 і VT5. Перший мультивібратор працює на залежно, а
роботою другого керує перший за допомогою транзистора VT4. Коли
транзистор VT2 відкритий, транзистор VT4 також відкритий. В цьому
випадку в другому мультивібраторі виникають коливання. При закритому
транзисторі VT4 другий мультивібратор не працює.
мал. 14.
Частота першого мультивібратора рівна 100 Гц, другого – 1000 Гц.
Перемінним резистором R3 можна міняти щільність вихідного сигналу
першого мультивібратора (для тривалої пачки імпульсів), а перемінним
резистором R8 – щільність сигналу другого мультивібратора.
Генератори на мікросхемах.
Керований генератор (мал. 15).
Він формує прямокутні імпульси, у яких можна міняти довготривалість, так
і період слідування. Частота повторення генератора визначається формулою
Т=0,69(R1+R2+R3)C2. Її регулюють перемінним резистором R1. Тривалість
імпульсу визначається формулою (=0,69(R6+R5)C5.
мал. 15
Імпульсний генератор на двох мікросхемах (мал. 16).
Мікросхема DD1 складається з шести інверторів та відкритим колектором, а
мікросхема DD2 з двох логічних елементів 4И-НЕ і магістрально усилено.
Частота вихідного сигналу генератора задана конденсаторами С3 і С4. В
положенні 1 перемикача SA1 генератор формує сигнал частотою 150 кГц і
тривалістю імпульсу 3,5 мкс, а в положенні 2 – частотою 2,8 МГц і
тривалістю 200 нс.
мал. 16
Тривалість фронту рівна 5 нс. Вихідна напруга на навантаженнях опору 50
и75 Ом становить 2 В.
Імпульсний генератор з лінійною частотною характеристикою (мал. 17).
Конденсатор С1 визначаючи частоту слідування вихідних імпульсів,
заряджається від генератора струму на транзисторі VT4. Напруга на
конденсаторі міняється від чверті до половини напруги на виходах 4 і 8.
зарядний струм визначається резистором R4 і падінням напруги на
транзисторах VT1 і VT2.
мал. 17
Транзистор VT1, VT2, включений діодами збільшують температурну
стабільність параметрів вихідного сигналу. Частоту вихідного сигналу
описує формула f=4KR2/[CR4(R1+R2+R3)], де К– нижня частина резистора R2
(мал. 17,б).
Генератор дискретних сигналів (мал. 18).
Він позволяє одержати сигнали прямокутної форми з виходу 1 і
пилоподібної форми – з виходу 2. Плавно регулюють частоту вихідного
сигналу перемінним резистором R1, а ступінчато – перемикачем SA1
мал. 18
Конденсатору С5=10 мкФ відповідачі частоти 7…10 Гц, С6=7 мкФ – 13…12
Гц, С7=4,7 мкФ –20…40 Гц, С8=2,2 мкФ –40…80 Гц, С9=1,0 мкФ –
90…190 Гц, С10=0,47 мкФ – 210…460 Гц, С11=0,33 мкФ – 300…560 Гц,
С12=0,22 мкФ – 530…900 Гц, С13=0,1 мкФ – 900…1700 Гц, С14=47нФ –
1,7…3 кГц, С15=33 нФ – 3…11 кГц, С16=10нФ – 8…16 кГц.
Імпульсний генератор інфранизької частоти (мал. 19).
Робота генератора ґрунтована на зарядці конденсатора і імпульсним
сигналом (мал. 19). Цей сигнал формує мультивібратор на ОУ DA1. Частота
прямокутних імпульсів визначається номіналами елементів R2 і C1.
Прямокутні імпульси, пройшовши через діод VD1, заряджають конденсатор
С2. По мірі нагромадження заряд на конденсаторі С2 закриває польовий
транзистор VT1. Зміна напруги на початку транзистора приводить до
переключення компаратора на ОУ DA2. Сигнал на виході ОУ DA2 міняє
полярність з негативної на позитивну, через це відкривається транзистор
VT2 і спрацьовує реле К1. Контакти реле К1.1 замикаються і начинається
процес розрядки конденсатора С2 через резистор R5. Час розрядки залежить
від номіналів резистора R5 і конденсаторів С2. Коли напруга на
конденсаторі зменшиться на скільки, що відкриється транзистор VT1,
компаратор повертається в початковий стан і знову починається процес
зарядки.
мал. 19.
Генератор позволяє в широких рамках регулювати період імпульсів на
виході. При зміні опорів резистора R1 від 10 до 200 кОм період зміни від
5 до 60 с. Для збільшення періода доцільно замінити резистор R4 на
другий, більшого опору. Нестабільність спрацьовування становить (10%.
Інфранизькочастотний генератор (мал. 20,а).
В момент включення генератора перед напругою на колекторі транзистора
VT2 передається на засув польового транзистора VT1. Починається процес
зарядки конденсатора С1. По мірі його зарядки напруга на колекторі
транзистора VТ2 буде зменшуватися. Наступний момент, коли польовий
транзистор вийде з насиченості і зменшить базовий ток транзистора VT2.
мал. 20
Швидкість зарядки конденсатора С1 різко зменшиться. В цьому випадку
транзистор VT1 закриється і вслід за ним закриється транзистор VT2.
Тепер починається процес розрядки конденсатора С1 через резистор R3.
Позитивна напруга на конденсаторі підтримує закритим транзистор VT1 і
залишається в цьому стані до повної розрядки конденсатора.
Період слідування імпульсів міняється на 1,5% (для Т=600с.) при зміні
живлення на 11%. Для температури від +20 до +50(С період міняється з
коефіцієнтом 0,07% / (С (мал. 20,б).
Генератор пилоподібного сигналу з стабілізацією (мал. 21).
Він забезпечує 1% не лінійності пилоподібного сигналу з амплітудою 3,3
В.
мал. 21
Вихідна ступінь VT1 зменшує вихідні опори генератора і забезпечує повну
розв’язку навантаження від часу задаючого ланцюга. При сполученні
виходів 2 і 6 мікросхеми мультивібратор працює в автономному режимі.
Конденсатор С2 заряджається через резистор R1 – R3. Зворотній зв’язок
через конденсатор С2 встановлює постійний струм зарядки. Коли лінійно
збільшуюча напруга на виходах 6 досягне 3,3 В, внутрішній компаратор
мікросхеми переключить тригер. В результаті конденсатор С2 значне
розряджатися через резистор R3, який формує час зворотного шляху
пилоподібного сигналу. Резистор R4 служить для придушення паразитних
викидів, напруга на базі транзистора VT1.
Номінали елементів і частота вихідного сигналу зв’язані між собою
слідуючи ми співвідношеннями: R1=R2, R2(10R5, R3C1(5(10-6 c,R4=1кОм,
R5(100 OмR1C3(10R2C2,f=1/{c2[0,75(r+r)+0,693r]}. Для R3=5,1 кОм,
R1=R2=10 кОм і С2=1 нФ f=50 кГц; для R3=51Ом; R1=R2=1 Мом і С2= 0,1мкФ
f=6,9 Гц.
Генератори сигналу трикутної форми (мал. 22,а).
Сигнал трикутної форми формується генератором при зарядці і розрядці
конденсатора С1. Транзистори VT2 і VT3 і стабілізатори VD2 і VD3 грають
роль комутуючих джерел струму. Тоді транзистор VT1 відкритий і напруга
на його колекторі близька до нуля, включається джерело струму на
транзисторі VT2 і конденсатор заряджається його струмом. Вихідна напруга
збільшується до 8 В, після чого мікросхема DD1 переключається. Напруга
на колекторі VT1 стає близькою до джерела живлення. В результаті
транзистор VT2 закривається, а транзистор VT3 відкривається. Конденсатор
начинає роз заряджатися через транзистор VT3. напруга на конденсаторі
лінійно зменшиться. Коли ця напруга стане рівна 4 В мікросхема
переключиться в початковий стан і цикл повториться.
мал. 22
В залежності від стану опорів резисторів R3 і R6 форма вихідного
сигналу буде мінятися (мал. 22,б): при R3>R6 – форма сигналу 1; при
R3=R6 – форма сигналу 2; при R3
переключає RS – тригер на елементах DD1.1, DD1.2 а він закриває еленти
DD1.3 і відкриває DD1.4.
мал. 34
Вхідні імпульси в лічильнику будуть вираховуватися. Через десять вхідних
імпульсів на виході менший від нуля лічильника появиться сигнал, який
переключить RS – тригер в початковий стан. З цього моменту процес
повториться. За один цикл роботи лічильника на виходах 1, 2, 4, 8 будуть
формувати сигнали подвійного коду з наростаючим і спадаючим значенням.
Швидко працюючий генератор (мал. 35).
Він складається з формувача пилоподібної напруги з ланцюгом С1 R4, якими
керує ступінь на транзисторі VT1, емітерного повторювача на транзисторі
VT2, ключовий ступінь на транзисторах VT3 – VT7 і діодів VD2 і VD3.
мал. 35
На базу транзистора VT1приходять прямокутні імпульси зі щільністю 2.
Напруга на конденсаторі керує струмом котушки. Пристрій може працювати в
одному із двох режимів, вибраних перемикачами SA1.
Знайти опір R і ємність С, якщо дано частоту f=100кГц,
(1)
зображені на мал.(1).
ti
(i
T
мал. 1
Розглянемо, наприклад, схему зображену на мал.2.
мал. 2
, який попадає в шкалу стандартних номінальних значень опорів
резистора, наприклад значення 4,7 кОм.
, наприклад значення 5,6 кОм.
Отже ми знайшли ємність С1, С2 конденсаторів при заданих опорах R1,R2.
Висновок.
В процесі виконання індивідуального завдання, я ознайомився з будовою і
застосуванням генераторів імпульсів, генератори прямокутних імпульсів –
мультивібраторів. Вони широко використовуються у електроцифровій
техніці.
Практично в усіх сферах діяльності людини в тому чи іншому вигляді
використовуються засоби електроніки. Нині електронні пристрої і системи
керують виробничими процесами, космічними кораблями, обробляють
результати досліджень, завбачають погоду, перекладають з однієї мови на
іншу, ставлять діагнози захворювань і допомагають вибирати спосіб
лікування, пишуть музику
Великі можливості розкриваються перед людством у найближчому
майбутньому. Недарма кажуть, що ХХІ століття буде століттям глобальної
комп’ютеризації, роботизації, найновіших інформаційних технологій.
Список використаної літератури:
Журнал “Радіо”, №3-6, 1978р.
Горошков Б.И. “Элементы радиоэлектронных устройств”, М.,1989р. – ст.
110-115, 125-128.
Справочник по схемотехнике для радиолюбителя, К. «Техніка», 1987р. – ст.
309-312.
Мэндл М. “200 избранных схем электроники”, М. “Мир”, 1980р. – ст. 90-93.
Гончаренко С.У. “Учням про цифрову електроніку”, К. “Радянська школа”,
1991р.
Березовський М.А. Краткий справочник радиолюбителя, К. «Техніка», 1975р.
– ст. 116-124
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
