Министерство образования и науки Российской Федерации
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Инженерная школа энергетики
Направление 13.03.02 – Электроэнергетика и электротехника
ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ № 2
«РАСЧЁТ МУЛЬТИВИБРАТОРА»
Разработал |
20.09.2022 |
Милёшкин А.А. |
|
студент группы: 5А94 |
(подпись, дата) |
(Ф.И.О) |
|
Проверил |
|
|
Чернышев И.А. |
преподаватель |
(подпись, дата) |
|
(Ф.И.О) |
Томск 2022
Задание: Рассчитать параметры симметричного мультивибратора на ОУ с заданной рабочей частотой f и сопротивлением нагрузки Rн. Для расчетов принимаем f=68 Гц и Rн=27 кОм.
Решение:
Для расчетов выбираем ОУ типа К140УД6.
Найдем коэффициент передачи делителя напряжения, составленного из резисторов R1 и R2 по выражению
Где
дифференциальное
допустимое напряжение, 10 В.
Коэффициент передачи делителя напряжения можно определить, как
Найдем отношение сопротивлений R1 и R2:
Частота выходного сигнала мультивибратора определяется по уравнению
Где
постоянная
времени цепи заряда конденсатора C1,
с
Из
стандартного ряда E24
выбираем
Определим мощность и тип резистора R3, предварительно определив ток, протекающий через сопротивление R3:
Тогда тип резистора R3 – МЛТ – 0,025 – 16 кОм +- 5%.
Из
условия ограничения выходного тока
мультивибратора на допустимом уровне
определим сумму сопротивлений R1
и R2:
Подставив значения параметров, получим:
Для
уменьшения протекающих токов увеличим
сумму сопротивлений
в 10 раз.
С помощью системы уравнений определяем значения сопротивлений:
Тогда
Найдем мощность резисторов R1 и R2, предварительно определив ток, протекающий через делитель напряжения:
Мощность резистора R1:
Мощность резистора R2:
Выбираем резисторы: R1 типа МЛТ – 0,025 – 4,7 кОм +- 5%, R2 типа МЛТ – 0,025 – 5,6 кОм +- 5%.
Для проверки правильности найденных параметров воспользуемся моделью схемы в программе EWB.
Вычисляем выходной ток ОУ:
Рисунок 1 – Модель симметричного мультивибратора в программной среде EWB
Рисунок 2 – Диаграммы выходного (красное) и емкостного (синее) напряжений мультивибратора
Частоту выходного сигнала определяем, как
Проверка:
Полученное при моделировании значение частоты f свидетельствует о правильности найденных параметров мультивибратора.
Вывод: В данной работе были определены параметры мультивибратора при исходных параметрах f=68 Гц и Rн=27 кОм. Были определены следующие параметры R1=4,7 кОм, R2=5,6 кОм, R3=16 кОм, а также по найденным параметрам были посчитаны мощности резисторов и выбраны типы резисторов. Проверочные расчеты показали, что решение выполнено верно и найденные параметры являются правильными.