3. Схема электрическая принципиальная

На основе электрической функциональной схемы разрабатываем схему электрическую принципиальную (см. приложение ФИРЭ.ИИТ.606877.Э1).

Принципиальная схема определяет полный состав электрических элементов изделия и связей между ними и, как правило, дает детальное представление о принципах работы изделия. На принципиальной схеме изображают все электрические элементы, необходимые для осуществления и контроля в изделии заданных электрических процессов, все электрических процессов, все электрические связи между ними и электрические элементы, которыми заканчиваются входные и выходные цепи.

Принципиальная схема служит основанием для разработки других конструкторских документов, в первую очередь схем соединений и электромонтажных чертежей. Ею также пользуются при изучении принципов работы изделия, при его изготовлении, наладке, контроле и ремонте.

Приложением к принципиальной схеме является перечень элементов, в котором перечислены все элементы, участвующие в работе и отображенные в схеме. Также указаны их номинальные значения.

С приходом положительного запускающего импульса с амплитудой U_вх, превышающей абсолютное значение отрицательного напряжение на неинвертирующем входе, напряжение на выходе начинает возрастать. С выходом транзисторов ИМС из насыщения это нарастание за счет положительной обратной связи протекает лавинообразно, так что спустя небольшое время U_вых оказывается равным Е⁺_нас. После этого начинается зарядка конденсатора С₁ через резистор R₁. Когда напряжение на нем окажется чуть больше U_пос, происходит новое переключение схемы к уровню U_вых=Е^–_нас. После этого конденсатор разряжается и схема возвращается в исходное состояние, в котором пребывает до поступления запускающего импульса.

Принцип работы генераторов на базе операционных усилителей основан на использовании процессов заряда – разряда (релаксаций) конденсаторов RC – цепей. При этом заданное время релаксаций реализуется как параметрами самой RC - цепи , так и величиной порогового напряжения срабатывания , устанавливаемого на одном из входов операционного усилителя. Операционный усилитель в данном случае используется в режиме компаратора.

3.1. Обоснование выбора схемы.

Итак, мультивибратор – это релаксационный генератор, вырабатывающий импульсы почти прямоугольной формы. При выборе схемы реализации данного устройства мы будем стараться найти оптимальный вариант между простотой, низкой стоимостью и исходными данными задания.

В нашем случае требуется получить генерируемые импульсы большой скважности , следовательно, цепь заряда конденсатора должна отличаться от цепи разряда.

Выберем схему мультивибратора на ОУ.

В данном случае положительная обратная связь обеспечивается делителем напряжения на резисторах R₃, R₄.

В момент t=0 (рис.2) включается источник питания ИОУ. При этом начинает возрастать , а следовательно, и напряжение, снимаемое с делителяR₃, R₄ и поданное на вход , что вызывает дальнейшее увеличение выходного напряжения, т.е. происходит лавинообразный процесс, в результате которогоскачкообразно возрастает до значения(это первое состояние квазиравновесия), а- до значения, где

Напряжение при этом практически не изменяется и равно нулю.

С увеличением t за счет заряда конденсатора через резистор увеличивается напряжение по экспоненциальному закону до значения Е.

В момент времени . При этомуменьшается лавинообразно, меняя полярность на противоположную. В результате окончания этого лавинообразного процесса, а.

Конденсатор начинает разряжаться через резистор и стремится перезарядиться до напряжения.

В момент, когда при перезагрузке конденсатора напряжение достигает значения, вновь возникает регенеративный процесс, завершающийся переключением схемы во второе состояние квазиравновесия.

Таким образом, периодически происходит переход из одного состояния квазиравновесия в другое.

Первый импульс имеет меньшую длительность , т.к он формулируется при зарядке конденсатора от нуля до, и определяется по формуле:, где

Последующие импульсы определяются по формуле:

Период следования импульсов в нашем случае равен:

,

Где и - сопротивления зарядного и разрядного резисторов соответственно.

Синфазный сигнал мал и, а максимальный дифференциальный сигнал.

При выборе интегральной схемы операционного усилителя (ИОУ) необходимо обратить особое внимание на тот факт, что во избежание выхода из строя ИОУ требуется выполнение условия , следовательно,, где- допустимый дифференциальный сигнал.

Выбор резисторов ис одной стороны должен обеспечивать выполнение вышеуказанного условия для, а с другой стороны – обеспечивать требуемую по заданию длительность генерируемого импульсапо формуле (3).