3.2. Расчет генератора пилообразного напряжения

Рисунок.4-Генератор пилообразного напряжения

Схема такого ГПН (Рис.4) основана на разряде конденсатора через токостабилизирующий двухполюсник и содержит в себе :

1. конденсатор С_э;

2. токостабилизирующий транзистор VT2;

3. ключ на транзисторе VT1.

До начала прямого хода транзистор VT1 насыщен, а транзистор VT2 находится в активной области и конденсатор С_э заряжается до напряжения:

, (6)

Так как cпротивление резистора R_k1 невелико, то примем допущение, что:

, (7)

Активный момент транзистора VT2 обеспечивается с помощью делителя R_б2, R_б3, которые выбирают низкоомными, таким образом, чтобы ток базы транзистора VT2 мало зависел от тока делителя.

При подаче на вход положительного импульса, ключ на транзисторе VT1 включается и начинается разряд конденсатора через транзистор VT2, для которого конденсатор становится источником коллекторного напряжения. По мере разряда конденсатора напряжение U_кб транзистора VT2 уменьшается, но незначительно, ввиду малого наклона коллекторных характеристик транзистора.

Конденсатор С_э заряжается постоянным током и напряжение на нем изменяется по линейно-падающему закону. В момент окончания запускающего импульса транзистор VT1 включится, и конденсатор получит заряд через транзистор VT1 и резистор R_к1. для уменьшения длительности обратного хода, сопротивление R_к1 целесообразно выбирать небольшим.

Рисунок.5-Длительность запускающего импульса.

Исходные данные для расчета ГПН:

1. длительность прямого хода t_пр=t₀₁=15*10^-6 с;

2. период повторения Т=0,01 с;

3. коэффициент нелинейности ε=5%

Выбираем транзистор типа МП115Г со следующими данными:

U_б2=0,5 В;

E_k=15 В;

α=0,985;

R_вых=500 кОм.

Определим ток коллектора транзистора VT2 по заданному коэффициенту нелинейности:

, (8)

Рассчитаем емкость конденсатора:

, (9)

Выбираем тип конденсатора К50-20 [2] стр. 52

Технические характеристики конденсатора К50-20

Пределы номинальной емкости 1…..5000 мкФ

Допустимое отклонение емкости от номинальной, % От +80 до -20

Номинальное рабочее напряжение 6,3……160 В

Диапазон рабочих температур -40…..+70 С­­­­ ⁰

Находим сопротивление эмитерного резистора

, (10)

Находим сопротивление коллекторного резистора:

, (11)

Определим сопротивление базового резистора:

, (12)

Далее находим сопротивление R_б2 и R_б3, рассчитав предварительно ток делителя:

, (13)

Для R_б2:

, (14)

, (15)

Выбираем тип резисторов , , , R_б2, R_б3 МЛТ-0,125 [2] стр.67

Технические характеристики резистора МЛТ-0,125

Номинальная мощность 0,125 Вт

Пределы номинального сопротивления 8,2 Ом…..1,1 МОм

Допустимое отклонение сопротивления от номинального ,% 5;10

Предельное рабочее напряжение 200 В

Диапазон рабочих температур -60…..+200 С ⁰