2.1.2 Моделирование

Данные моделирования полностью совпали с ожидаемыми согласно теоретическому расчету. На рисунке 3 представлена осциллограмма выходного напряжения мультивибратора. Полученные значения длительностей импульсов: , погрешность не превышает требуемых 10%.

Рисунок 3 – Осциллограмма выходного напряжения, входного напряжения неинвертирующего входа, напряжение на конденсаторе

2.2 Генератор пилообразного напряжения (интегратор)

2.2.1 Электрический расчет

На рисунке 4 представлена принципиальная схема генератора пилообразного напряжения с PNP-транзистором для работы на положительном входном импульсе.

Рисунок 4 – Схема ГПН.

Принцип работы генератора пилообразного напряжения основан на создании генератором стабильного тока постоянного значения тока коллектора транзистора Q0 [2,5]. Для создания необходимого уровня напряжения используется маломощный транзистор Q1, работающий в режиме ключа. Его нужно подключать в инверсном режиме для обеспечения необходимой точности минимального напряжения, подаваемого на ПНЧ.

Диапазон сканирования частоты прибора – от 15 до 3 кГц, следовательно, для достижения необходимой точности напряжение, подаваемое на выводы преобразователя, должно так же изменяться на три декады. Зададимся минимальным и максимальным напряжениями ПНЧ такими, чтобы он работал с достаточной точностью при минимальном и чтобы максимальное не превышало напряжения питания усилителей: , .

Время интегрирования постоянного тока, то есть время нарастания выходного напряжения, равно времени свипирования прибора,

(12)

Определим ёмкость конденсатора. Так как ток заряда, подаваемый ГСТ, постоянен, то максимальное напряжение на конденсаторе

(13)

Зададимся током ГСТ , тогда . Из ряда Е12 выберем С=100 мкФ.

Для создания минимального уровня напряжения, подаваемого на следующий блок, необходимо задать резистор, последовательно соединенный с конденсатором .

Определим номиналы резисторов генератора стабильного тока R2, R3, R4. Зададимся током делителя . Для обеспечения уровня напряжения в 10 В необходимо, чтобы соблюдалось равенство

(14)

тогда сопротивление резистора R2 при известном напряжении коллектора-эмиттера для большинства транзисторов общего употребления в открытом состоянии

(15)

и сопротивления резисторов делителя R3 и R4 равны

	(16)
	(17)

Для стабильной работы ГСТ особых требований к точности транзистора не предъявляют, выберем марку КТ312В. Ключевой транзистор в идеале должен обладать бесконечным сопротивлением при подаче обратного напряжения, выберем Q74. Для ограничения базового тока ставится резистор , а для предотвращения пробоя используем фиксирующий диод 6BG11.

Проверим Iгст в Микрокапе:

Iгст=11.191u. Для удобства расчетов взяли =10мкА.

2.2.2 Моделирование

Из-за неидеальности транзисторов и диодов минимальный уровень напряжения в 0,015 В недостижим, будем далее считать уровень минимальным.

На рисунке 5 представлена осциллограмма входного и выходного напряжений ГПН. Полученные величины максимального и минимального напряжений: .

Рисунок 5 – Осциллограмма выходного и входного напряжений ГПН и входного напряжения с учетом падения напряжения на резисторе R5=15к

Рисунок 6 – выходное напряжение, минимальная граница