8Калибратор амплитуды и длительности
На рисунке 4 представлена схема калибратора амплитуды и длительности. Калибратор является источником эталонного сигнала для проверки работоспособности осциллографа. Этот прибор является встроенным. Калибратор построен на ОУ с кварцевой стабилизацией частоты.
Рисунок 16 – Схема калибратора амплитуды и длительности
В исходном состоянии, Uвх = Uс = 0 В, Uвых = +Uвыхmax . Заряд емкости C1 идет через резистор R2 до уровня Uвх = U+пор, где Uвх напряжение на инвертирующем входе ОУ, а U+пор пороговое напряжение переключения МВ (напряжение на неинвертирующем входе ОУ). По достижении данного уровня, происходит смена знака напряжения на выходе ОУ , Uвых = -Uвыхmax .
Конденсатор C1 начнет разряжаться через резистор R2 до тех пор, пока U+вх не превысит уровень Uпор. После этого снова происходит изменение выходного напряжения скачком до уровня , Uвых = +Uвыхmax . Конденсатор С1 снова начинает перезаряжаться .
Схема вырабатывает меандр со стабильной амплитудой благодаря применению стабилитронов и делителя с подстроечным сопротивлением.
Рассчитаем параметры схемы. Выберем частоту колебаний 40 кГц. Для стабилизации этой частоты поставим в цепь ПОС кварцевый резонатор РК206-N с частотой последовательного резонанса 40 кГц. Зададимся значениями R1 = 10 кОм, R3 = 10 кОм, R4 = 22 кОм и С1 = 1 нФ.
кОм (8.1)
Выберем R2 = 3.9 кОм.
Для стабилизации амплитуды напряжения возьмем стабилитроны типа КС212Ж. Для задания тока стабилизации поставлен резистор R3, расчет которого приведен ниже.
Ом (8.2)
Выберем сопротивления выходного делителя равными R6 = 10 кОм и R7 = 110 кОм. В таком случае путем подстройки можно добиться амплитуды напряжения на выходе калибратора равной 10 В. Осциллограмма выходных импульсов калибратора приведена на рисунке 17.
Рисунок 17 – Временные диаграммы работы калибратора амплитуды и длительности
Заключение
В результате проведенной курсовой работы была рассчитана и смоделирована схема блока горизонтального отклонения электронно-лучевого осциллографа, предназначенного для измерения сигналов произвольной формы малой амплитуды (1 ÷ 1000 мВ) и произвольной полярности. В ходе проектирования были выполнены все требования технического задания.
Разработанный блок может работать в режимах внешней и внутренней синхронизации, ждущей и непрерывной развертки. Благодаря наличию калибратора и плавной регулировки длительности развертки, обеспечена возможность калибровки горизонтальной развертки. Предусмотрена возможность регулировки полярности и уровня синхронизации, яркости изображения ЭЛТ и смещения изображения по горизонтали.
По результатам расчета, суммарная задержка в канале X составляет 1.5 мкс. В канале Y осциллографа должна быть предусмотрена соответствующая линия задержки.
Библиографический список
Слесарев А. И. Блок горизонтального отклонения электронно-лучевого осциллографа: учебно-методическое пособие. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005, 74 с.
Щербаков В.И. Электронные схемы на операционных усилителях / В.И. Щербаков, Г.И. Грездов. Киев: Техника, 1983. 213 с.
Ерофеев Ю.Н. Импульсные устройства / Ю.Н. Ерофеев. М.: Высшая школа, 1989. 527 с.
Пароль Н.В. Осциллографические электронно-лучевые трубки: Справочник / Н.В. Пароль, А.С. Бернштейн. М.: Радио и связь, 1990. 96 с.
Блюдин Е.К. Портативные осциллографы / Е.К. Блюдин [и др.]. М.: Сов. радио, 1978. 264 с.
Бондарь В.А. Генераторы линейно изменяющегося напряжения / В.А. Бондарь. М.: Радио и связь, 1988. 183 с.
Александров А.И. Анализ и расчет кварцевых автогенераторов / А.И, Александров. М.: Радио и связь, 1988. 217 с.
Усилительные устройства приборов контроля. Конспект лекций. / В.С. Кортов, С.В. Никифоров. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2003.
Искусство схемотехники / П. Хоровиц, У. Хилл. М.: Мир, 1983, 598 с.
Справочник по полупроводниковым приборам / О.А. Шульгин, И.Б. Шульгина, А.Б. Воробьев. Laser Art, 1997.
Справочник по аналоговым микросхемам для аудиоаппаратуры / О.А. Шульгин, И.Б. Шульгина, А.Б. Воробьев. ИДДК, 1997.
Мощные транзисторы для телевизоров и мониторов: Справочник – СПб.: Наука и техника, 2005, 448 с.
ПРИЛОЖЕНИЕ А