Московский Государственный Открытый Университет имени В.С. Черномырдина
Факультет Компьютерных и Информационных технологий
Кафедра вычислительной техники и программирования
Курсовая работа
по дисциплине: «Электроника и схемотехника»
на тему: «Ждущий мультивибратор (одновибратор) прямоугольного импульса на базе ОУ и транзисторного каскада»
Выполнил
студент 2 курса
спец. 230105
Головань Р.А.
шифр 611157
Москва 2013 г.
Содержание
Введение 3
Задание 5
Структурная схема 6
Схема электрическая функциональная 7
8
Схема электрическая принципиальная 9
Определение типа транзистора для усилительного каскада 11
11
Операционный усилитель 13
Параметры операционного усилителя 14
Список используемой литературы 17
Приложение 1. 19
Введение
Электронная аппаратура – это совокупность радиокомпонентов, несущих конструкций и монтажных соединений, объединенных в общую конструкцию или комплекс. Компоненты по своему назначению подразделяются на пассивные (резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, дроссели, трансформаторы, переключатели и реле) и активные (транзисторы и диоды).
В импульсной технике широко применяются генераторы прямоугольных импульсов, которые относятся к классу релаксационных генераторов. Колебания, в которых медленные изменения чередуются со скачкообразными, называют релаксационными. Такими колебаниями являются, в частности, прямоугольные и пилообразные импульсы.
В генераторе гармонических колебаний LC-типа происходит непрерывный обмен энергией между конденсатором и катушкой контура и за период расходуется обычно небольшая часть энергии, полученной от источника, а в релаксационном генераторе в течение одной части периода энергия запасается в реактивном элементе только одного типа, обычно в конденсаторе, а в другую часть периода выделяется в виде теплоты в резисторах схемы.
Релаксационные генераторы могут работать в автоколебательном и ждущем режимах, а также в режиме синхронизации и деления частоты.
Генератор в автоколебательном режиме генерирует колебания непрерывно. В ждущем режиме генератор “ждет” поступления запускающего сигнала, с приходом которого выдает один импульс.
К релаксационным генераторам, вырабатывающим электрические колебания, близкие по форме к прямоугольным, относятся мультивибраторы и блокинг-генераторы.
Мультивибраторы выпускают в виде монолитных интегральных микросхем, выполняют на операционных усилителях, цифровых интегральных схемах, а также на дискретных компонентах; в последнем случае их активными элементами обычно являются транзисторы.
Задание
Вариант 6
Разработать ждущий мультивибратор (одновибратор) прямоугольного импульса на базе ОУ и транзисторного каскада по исходным данным таблицы:
Параметр |
Условные обозначения (для прогр.) |
Диапазон измерения |
Шаг изменения внутри диапазонов |
||
мин |
макс |
||||
Длительность выходного импульса, tи, мс |
A |
1 |
10 |
S1-1 |
|
Сопротивление нагрузки, Rn,Ком |
B |
0,1 |
0,5 |
S2-0,1 |
|
Амплитуда выходного импульса, Uвых, B |
C |
5 |
10 |
S3-1 |
|
Привести временные диаграммы напряжений в характерных точках схемы |
|||||
Длительность выходного импульса tи = 10мс = 0,01 с
Сопротивление нагрузки Rн = 0.3 кОм = 300 Ом
Амплитуда выходного импульса Uвых = 5В
Структурная схема
Разработаем электрическую структурную схему исходя из условий задачи.
Uвых - Выходной импульс
Uзап - Запускающий импульс
Рис.1 Схема электрическая структурная
Структурная схема определяет основные крупные функциональные части изделия, их назначение и взаимосвязи. Структурные схемы служат основанием для разработки других, в первую очередь функциональных схем; их также используют при эксплуатации для общего ознакомления с изделием.
Времязадающая цепь (RC цепь) – обеспечивает необходимую длительность выходного импульса. Соберем ее на включенных последовательно конденсаторе и активном сопротивлении. Параллельно конденсатору подключим диод для обеспечения “ждущего” режима.
Операционный усилитель – генерирует импульс длительностью заданной времязадающей RC цепью, при наличии запускающего импульса.
Усилительный каскад – усиливает по току импульс сгенерированный ОУ.
Схема электрическая функциональная
На основе структурной схемы разработаем электрическую функциональную схему.
Рис.2 Схема электрическая функциональная
Функциональная схема разъясняет физические процессы, протекающие в отдельных функциональных частях изделия или в изделии в целом. Функциональные схемы выполняют до разработки принципиальных схем и служат основанием для их разработки. Функциональные схемы также используют для изучения принципа действия изделий, при их наладке, регулировке, контроле и ремонте.
Функциональные схемы составляют или на все изделие в целом, или, как правило, отдельно для каждой функциональной части изделия; поэтому для изделия составляют несколько функциональных схем. В процессе проектирования функциональные схемы могут уточняться и корректироваться по результатам разработки принципиальных схем.
При отсутствии запускающего импульса схема находится в устойчивом состоянии. При появлении запускающего импульса ОУ за счет положительной обратной связи переключается в неустойчивое состояние и находится в нем время, определяемое параметрами линии задержки. Затем ОУ вновь переходит в устойчивое состояние.
Схема электрическая принципиальная
На основе электрической функциональной схемы разрабатываем схему электрическую принципиальную, представленную в приложение 1. Приложением к принципиальной схеме является перечень элементов, в котором перечислены все элементы, участвующие в работе и отображенные в схеме. Также указаны их номинальные значения.
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.
Одновибратором называется генератор импульсов прямоугольной формы с двумя состояниями, одно из которых неустойчивое, а другое – устойчивое. Исходное состояние – устойчивое, в нем одновибратор может находиться сколь угодно долго, поэтому его называют режимом ожидания, а еще одновибратор называют и ждущим МВ (мультивибратором). В неустойчивом состояние одновибратор переходит при воздействии внешнего короткого запускающего импульса и находится в этом состоянии в течение длительности импульса tИ, определяющегося параметрами внешних навесных элементов (резисторов и конденсаторов), затем одновибратор вновь переходит в устойчивое состояние.
Рис. 3 Временные диаграммы одновибратора