- •1. Введение
- •1.1 Виды и применение мультивибраторов.
- •1.2 Обоснование выбора схемы мультивибратора.
- •2. Основная часть
- •2.1 Электрическая принципиальная схема и анализ её работы.
- •Период повторения
- •Скважность
- •2.2 Выбор элементной базы.
- •2.3 Расчёт схемы мультивибратора.
- •3. Заключение
- •4. Список литературы
1.2 Обоснование выбора схемы мультивибратора.
Так как курсовое задание предусматривает выполнение схемы мультивибратора на ИМС(современной элементной базе) и не требуется точной регулировки изменяющейся частоты(частота постоянна), то для простоты гибридной микросхемы я буду выполнять схему на одной ИМС — операционном усилителе.
2. Основная часть
2.1 Электрическая принципиальная схема и анализ её работы.
Принципиальная электрическая схема изображена на рис.4.
Диаграммы напряжений, поясняющие работу схемы приведены на рис.5.
Рассмотрим сначала работу мультивибратора с нерегулируемым выходным напряжением(на схеме - это часть без нагрузки, соответствующее выходное напряжение - Uвых m).
В схеме ОУ и цепь R3 R4 образуют компаратор с ПОС(положительной обратной связью). При переключениях компаратора на его выходе формируются напряжения Uвыхm (оно открывает диод D1) и -Uвыхm (оно открывает диод D2).
Конденсатор С и резисторы R1, R2 образуют две интегрирующие цепи. Цепь заряда конденсатора R1C включена, когда открыт диод D1. Цепь разряда конденсатора R2C включена, когда открыт диод D2. Источником напряжения заряда и разряда конденсатора является выход ОУ. Нагрузкой интегрирующих цепей является инвертирующий вход ОУ.
Включим питание ОУ в момент времени t1. Выходное напряжение ОУ Uвых может отклониться как в положительном, так и в отрицательном направлениях. Пусть Uвых получила положительное приращение Uвых. Через цепь ПОС R3R4 это приращение подается на прямой вход ОУ, усиливается им и, в свою очередь, вызывает приращение U/вых. Процесс развивается лавинообразно. В результате в момент t1 на выходе ОУ напряжение скачком принимает значение .
Положительное напряжение ОУ открывает диод D1. Начинается заряд конденсатора С через резистор R1. Скорость заряда определяется постоянной времени . Нарастающее по экспоненте напряжение конденсатора UC подается на инвертирующий вход ОУ.
На прямой вход ОУ через цепь ПОС R3R4 подается напряжение UOC
.
В момент времени t2 напряжение на конденсаторе UC достигает значения U0С. Происходит переключение компаратора. ОУ скачком переходит в область отрицательного насыщения, когда .
Одновременно (в момент времени t2) скачком изменяется напряжение обратной связи до величины
,
диод D1 закрывается, а диод D2 открывается. Начинается перезаряд конденсатора С через резистор R2 до напряжения . Скорость перезаряда определяется постоянной времени . Когда напряжение на конденсаторе UC достигает значения – UOC (момент времени t3) происходит регенеративное переключение компаратора. Далее процессы периодически повторяются.
В установившемся режиме (от момента t2 и далее) напряжение конденсатора изменяется от UОС до - UОС и обратно. На диаграмме (рис.5) интервал времени t2 – t3 определяет длительность паузы, а интервал t3 – t4 – длительность импульса, причем
(1)
(2)
Период повторения
(3)
Скважность
(4)
Формулы (1) - (4) позволяют произвести расчёт мультивибратора.
По заданию нужно получить возможность регулирования выходного напряжения — для этого задём нагрузку с переменным регулируемым сопротивлением — реостат, с котрого и будем снимать выходное напряжение.