Розрахунок електронного пристрою і генератора імпульсів

курсовая работа

2.6 Розрахунок окремих вузлів схеми

Для всіх мікросхем з оу я використовую операційний підсилювач 574УД1В. Зазначимо, що мультивібратори № 1 і № 2 однакові.

Електричні параметри ОУ 574УД1В.

№ п/п

Найменування параметра

Позначення

Числ. значення

1

Напружне накопичення

Uп

5/15В

2

Вхідне диференціальне накопичення

Uвх. диф.

15В

3

Синфазне вхідне накопичення

Uвх. сф.

4

Сопротивлення нагрузки

Rн

2кОм

5

Температура окружающей природе

T

-60/+850С

6

Максималне вихідне напруження

Uвых макс

10В

7

Напруга зміщення

Uсм

100мВ

8

Вхідний струм

Iвх

0,2нА

9

Разность вхідних струмів

Д Iвх

0,15нА

10

Струм потреби

Iпот

5мА

11

Коефіциєнт усилення напруги

Ку,u

50

12

Частота одиничного усиленя

f1

1Мгц

13

Коефіцієнт ослабленя синфазних вхідних струмів

Кос. сф

64дБ

14

Скорость нарастаня вихідного струму

VUвых. макс

100В/мкс

На вхід йде сигнал:

Далі сигнал ділиться і надходить на транзисторний ключ і на диференціальну ланцюжок мультивібратора № 2. Транзисторний ключ інвертує надійшов сигнал.

Точка 1:

Використовуємо транзистор КТ315Е з наступними характеристиками:

Тип

КТ315Е

200

50-350

0,2

0,15

15

0,1

100

Отже

Для підвищення помехоустойчивости вибираємо ступінь насищення , тоді

(Так як в стандартному ряді немає опору з номіналом в то я замість резистора поставив послідовно два опору номінали яких і відповідно)

Диференціальна ланцюжок мультивібратора № 1 перетворює сигнал наступним чином:

Точка 2:

Для цього має виконуватися умова

, тогда

Вибираємо

Цей перетворений сигнал йде на діод VD11, який пропускає на вхід чекаючого мультівібратор тільки негативний сигнал, зрізаючи позитивний:

В якості всіх діодів в схемі використовується імпульсний діод Д9В з наступними характеристиками:

Uобр. и. max

Iпр, ср. max

Iпр. и. м

tвос, обр

Uпр

Iпр

Iобр

Тс max

30В

20мА

2

40

0,8

10

250

700С

Отриманий сигнал надходить в момент часу час 10 мкс на вхід чекаю чого мультівібратор № 1.

Розглянемо режиму мультівібратор на основі DA1 (ОУ 574УД1В). Для забезпечення стійкого стану чекає мультивібратора в ланцюг негативного зворотного звязку включають діод VD21 паралельно ємності С21, так що напруги на діоді і на ємності С21 завжди рівні. Ця напруга надходить на інвертується вхід ОУ.

У вихідному стані:

Де UVD21 - падіння напруги на відкритому діоді VD21. В цьому випадку порогове напруга на не інвертується вході операційного підсилювача визначається як,

Задамося:

, тоді:

то напруга на виході незмінно і відповідає стійкого стану мультивібратора.

У момент часу t1 = 10 мкс на не інвертується вхід ОУ через диференціатор і діод VD11 приходить імпульс позитивної полярності при цьому виконується умова Uзап max ? 2 UПВ, тоді різницеве напруга на входах ОУ визначається як: і мультивибратор переходить в режим витримки, тобто напруга на його виході ставати рівним:

а напруга на не інвертується вході одно нижньому порогу спрацьовування компаратора:

Тоді по негативного зворотного звязку діод VD21 закривається і струм починає заряджати ємність C21 до верхнього порогового напруги UПВ. Як тільки виконується умова:

мультивібратор переходить у стійкий початковий стан (режим очікування) і напруга на його виході ставати рівним. Цей момент часу t2 = 18 мкс є закінченням циклу роботи мультивібратора.

Величина називається тривалістю імпульсу того, що генерується мультивібратором, що чекає. Вона обчислюється за формулою:

. Нехай , тоді:

(оскільки в стандартному ряду немає опору з номіналом в те я замість резистора поставив послідовно три опори номінали яких, і відповідно).

Таким образом: умова виполняється.

З виходу очікуючого мультивібратора отримуємо:

Крапка 4

Після чого сигнал поступає на диференціальний ланцюжок мультивібратора №3. Отримуємо сигнал:

Крапка 5:

Далі сигнал поступає на Vd12, який пропускає позитивний імпульс.

, тоді

Вибираємо

Крапка 6

Далі сигнал поступає на вхід мультивібратора, що чекає №3. Розглянемо мультивібратор, що чекає, на основі Da3 (ОУ 574УД1В). Для забезпечення стійкого стану мультивібратора, що чекає, в ланцюг негативного зворотного звязку включають діод Vd23 паралельно ємкості С23, так що напруга на діоді і на ємкості С23 завжди рівні . Ця напруга поступає на інвертуючий вхід ОУ. У вихідному стані:

де Uvd21 - падіння напруги на відкритому діоді Vd21. В цьому випадку порогова напруга на не інвертуючому вході операційного підсилювача визначається як

, тогда:

і оскільки різниця напруги на входах Da3 рівна

та напруга на виході незмінно і відповідає стійкому стану мультивібратора. У момент часу t1=18 мкс на не інвертуючий вхід ОУ через диференціатор і діод Vd12 приходить імпульс позитивної полярності при цьому виконується умова Uзап max? 2 UПН, тоді різницева напруга на входах ОУ визначається як: і мультивібратор переходить в режим витримки, тобто напруга на його виході ставати рівним:, а напруга на не інвертуючому вході дорівнює верхньому порогу

Тоді по негативному зворотному звязку діод Vd23 закривається і струм починає заряджати ємкість C22 до верхньої порогової напруги UПВ. Як тільки виконується умова:

Величина називається тривалістю імпульсу того, що генерується мультивібратором, що чекає. Вона обчислюється за формулою:

, тоді:

(оскільки в стандартному ряду немає опору з номіналом в те я замість резистора поставив послідовно три опори номінали яких, і відповідно) Перевіримо умову зворотного звязку

З виходу мультивібратора, що чекає, отримуємо:

Крапка 7:

Далі сигнал поступає на діод Vd4, який пропускає позитивний імпульс:

Крапка 8:

Мультивібратори №1 і №2 і їх диференціальні ланцюжки однакові, відмінність в їх роботі полягає в тому, що мультивібратор №1 перетворить сигнал, який інвертований транзисторним ключем, а мультивібратор №3 перетворить сигнал, який йде з входу.

Тоді після диференціального ланцюжка сигнал матиме вигляд:

Крапка 2:

Далі сигнал поступає на діод Vd12.

Крапка 3:

На виході мультивібратора №3 сигнал матиме наступний вигляд:

Крапка 4:

Далі сигнал поступає на діод Vd5, який пропускає негативний імпульс:

Крапка 8:

Отримані імпульси (18-23 мкс і 50-58 мкс) проходять на опори і діоди Vd6 і Vd7, які є стабілітронами 2С147-Т1 з характеристиками:

Uсб. ном

Uст. max

Uст. mшт

Iст

Iст. min

Iст. max

Pmax

Rст

бст•10-2

дUст

Тс

Тсmax

4,7В

4,9В

4,4В

3 мА

1 мА

10,6 мА

50 мВт

220 Ом

-8% 0С

1,5%

35 0С

125 0С

Розрахунок переваг по потужності:

Резистори RБ

Вибираємо зі стандартного ряду потужностей Р = 0,125Вт

Резистори RК

Вибираємо зі стандартного ряду потужностей Р = 0,125Вт

Резистори R11

Вибираємо зі стандартного ряду потужностей Р = 0,125Вт

Резистори R41 и R42

Вибираємо з стандартного ряду потужностей Р = 0,125Вт

Резистори R12

Вибираємо з стандартного ряду потужностей Р = 0,125Вт

Резистори R13

Вибираємо з стандартного ряду потужностей Р = 0,125Вт

Резистори R43

Вибираємо з стандартного ряду потужностей Р = 0,125Вт

Резистори R52 и R53

Вибираємо з стандартного ряду потужностей Р = 0,125Вт

Резистори R31 и R32

Вибираємо з стандартного ряду потужностей Р = 0,125Вт

Резистори R21 и R22

Вибираємо з стандартного ряду потужностей Р = 0,125Вт

Резистори R23

Вибираємо з стандартного ряду потужностей Р = 0,125Вт

Резистори R33

Вибираємо з стандартного ряду потужностей Р = 0,125Вт.

Делись добром ;)