II г. Основные расчетные соотношения.

Из анализа рис.14 следует:

а) Период выходных прямоугольных импульсов Т_вых совпадает с периодом входного сигнала Т_вх:

Т_вых = Т_вх (2.30)

б) Длительность "отрицательного (при запертом VT2) импульса зависит от соотношения между величинами Е₀, e₀₁, e₀₂, U_м. Для нахождения длительности Т_имп рассмотрим более подробно часть графика изображенного на рис.14 (рис.16), когда выполняется условие (2.24)

Из геометрических соображений следует:

Т_имп= Т_вх/ 4 – t₁ + t₂ (2.31)

интервалы времени t₁ , t₂ находятся из системы уравнений:

(2.32)

окончательно получаем:

(2.33)

где Т_вх – период входного сигнала.

Раздел III. Домашняя подготовка.

1.Используя рекомендованную в разделе V литературу и материал разделов I, II настоящего описания изучите принцип работы, параметры выходных сигналов схем усилителя - ограничителя, триггера Шмитта и ответьте на контрольные вопросы раздела V.

2.Используя методику расчета усилителя - ограничителя (рис.5) и семейства входных и выходных характеристик (рис.17) транзистора VT1 типа КТ361И

определите величины резисторов R₁ , R₃ , считая Е_к = -12В, R₂ = 5.1 кОм необходимые для выведения каскада в режим симметричного двустороннего ограничения. (I_ko = 5·10^-4 мА)

3.Постройте передаточную характеристику усилителя - ограничителя и определите по ней:

а) Пороги и уровни ограничения схемы.

б) Минимально-необходимую амплитуду входного синусоидального сигнала, при которой наступает симметричное ограничение выходного сигнала.

в) Уровни постоянного смещения на базе транзистора VT1 необходимые для создания режимов одностороннего ограничения снизу и сверху (укажите интервал допустимых значений) и сформулируйте требования к амплитуде входного сигнала в каждом из этих случаев. Найдите требуемые для этого величины резистора R₂, считая R₁ = 82кОм.

4.При частоте входного синусоидального сигнала ƒ = 250 Гц, в режиме симметричного двустороннего ограничения, найдите амплитуду входного сигнала, требующуюся для получения длительности фронтов выходных прямоугольных импульсов, удовлетворяющих условию: t_ф ≤ 0,2 мс.

5. Повторите расчет по п. 4 при условии получения длительности фронтов t_ф, удовлетворяющим условию: t_ф ≤ 0.1 Т_и где Т_и – активная длительность выходных прямоугольных импульсов.

6.Пользуясь расчетными соотношениями раздела IIв и схемой триггера Шмитта (рис.18) определите пороги переключения

схемы e₀₁, e₀₂ и постройте амплитудную характеристику триггера Шмитта. Найдите величину Е₀ и укажите её положение на амплитудной характеристике.

7. Учитывая найденные, в п.6 значения e₀₁, e₀₂ рассчитайте допустимые пределы изменения величины резистора R₁ в схеме, обеспечивающие исходное состояние триггера, считая R₂ = 2,4кОм.

8а) Используя рассчитанные в п.6 значения e₀₁, e₀₂, Е₀ определите соотношение Т_и / Т_вх в выходном сигнале, считая амплитуду входного сигнала U_м = 0,9В (Т_и ≡ Т_имп на рис.16)

8б) При тех же значениях e₀₁, e₀₂, Е₀, определите амплитуду входного синусоидального сигнала, необходимую для получения соотношения Т_и / Т_вх = 0,25 (Т_и ≡ Т_имп на рис.16)

9. При найденных в п.6 порогах переключения e₀₁, e₀₂, а также считая что амплитуда входного сигнала может изменяться в пределах [0, 0.9B], определите величину постоянного смешения на базе тран­зистора VT1 - Е₀, (и обеспечивающее ее значение резистора R₁, при заданном R₂ = 2,4 кОм) требуемую для работы триггера Шмитта в каждом из следующих режимов:

а) | Е₀ | ± | U_м | > | e₀₁ |

б) | Е₀ | - | U_м | > | e₀₂ |

в) | Е₀ | + | U_м | < | e₀₁ |

| Е₀ | < | e₀₂ |

| e₀₁ | > | Е₀ | + | U_м | > | e₀₂ |

с учетом того, что величины U_м, e₀₁, e₀₂ имеют одинаковые знаки и постройте графики, аналогичные рис.14