КП Маша / 4_ROZDIL

4 Мультивібратор на операційному підсилювачі в очікувальному режимі

4.1 Короткі теоретичні відомості

Одновібратори ще називають мультивібраторами в очікувальному режимі. Одновібратори (ОВ) призначені для формування прямокутного імпульсу заданої тривалості, який генерується при подачі короткого імпульсу запуску. ОВ мають один стійкий і один квазістійкий стани.

Одновібратор на операційному підсилювачі може бути реалізований за схемою рисунок 4.1. Часові діаграми роботи ОВ наведено на рисунку 4.2.

Рисунок 4.1 – Одновібратор на ОП

Рисунок 4.2 – Часові діаграми роботи одновібратора на ОП

В початковому стані (t0) UВИХ=+Um. Ця напруга через подільник R1, (R2║RВХ) (VD2 відкритий) подається на неінвертований вхід 1 (U1=UПОР)

[B]. (4.1)

Одночасно UВИХ=+Um через R3 подається на інвертований вхід 2. Оскільки VD1 відкритий, то U2≈0. Оскільки (U ПОР-U-)>0, то такий стан є стійким. В момент t1 поступає імпульс запуску UВХ з амплітудою Umвх<0. Якщо |U ПОР-U-|< UВХ, то (U 1-U2)<0 і операційний підсилювач перейде в інший стан, тобто UВИХ=- Um.

Від’ємна напруга на виході UВИХ закриває діоди VD1 і VD2. На виході інтегрувальної ланки R3C3 напруга U- буде зменшуватись, а на неінверотованому вході 1 встановлюється сигнал U1=UПОР величина якого визначається за номіналами R1 і R2. До моменту t2 значення (U+-U-)<0 і UВИХ=-Um. В момент DА1 змінює свій стан (UВИХ=+Um) і одновібратор переходить у вихідне положення.

Тривалість імпульсу за формулою ti=(t2-t1) визначається за формулою:

[c]. (4.2)

4.2 Розрахунок схеми з одновібратором на операційному підсилювачі.

Вихідні дані:

Тип операційного підсилювача 154УД3, значення порогової напруги Uп=βUнас, де β=0,38, довжина імпульсу ti=7 мс, період запускаючих імпульсів Т=20 мс.

Проведемо розрахунок:

Визначаємо відношення опорів резисторів R1 та R2:

(Ом). (4.3)

Величина RN.MIN вибирається згідно типу операційного підсилювача.

RN.MIN =1 кОм.

Сума опорів R1 та R2 повинна задовольняти співвідношення:

(4.4)

1,6R2≈R1

1,6R2+R2=1000…5000

.

З таблиці стандартних типономіналів резисторів R1=1,8 кОм, R2=1,1 кОм. В додатку И – R4 та R5.

Розраховуємо величину опору зворотного зв’язку :

(4.5)

Вибираємо RЗЗ=33 кОм, В додатку И – R3.

Визначаємо ємність хронувального конденсатора С2:

(мкФ), (4.6)

де ti – довжина імпульсу.

З таблиці стандартних типономіналів ємностей C2=43 (мкФ).

Визначаємо час відновлення схеми

(мс). (4.7)

Амплітуду вихідних запускаючих імпульсів визначається з умов:

(4.8)

18(В)

Мінімальну величину довжини вхідних запускаючих імпульсів τmin визначається за формулою:

(мкс) . (4.9)

Опір резистора RВХ вибирається з умови:

RВХ = (5…10)R2 =(5…10)1100=5500…11000 (Ом). (4.10)

З таблиці стандартних типономіналів резисторів RВХ = 5,6 кОм, в додатку И – R1.

Значення ємності конденсатора СBХ розраховується за формулою:

(нФ). (4.11)

З таблиці стандартних типономіналів ємностей =7,5 нФ, в додатку И – С1.

Для даної схеми вибрані імпульсні і високочастотні діоди КД519.