Электроника 2.1 / ИДЗ / ИДЗ 2 Электроника 2.1

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

__________________________________________________________________

Инженерная школа энергетики

Направление подготовки

13.03.02 Электроэнергетика и электротехника

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Индивидуальное домашнее задание

№1

Обучающийся

Группа	ФИО	Подпись	Дата
5А6Б	Кошкин Д.Р.		21.10.2018

Руководитель

Должность	ФИО	Ученая степень, звание	Подпись	Дата
	Чернышев И.А.			21.10.2018

Томск – 2018

Рассчитать параметры симметричного мультивибратора на операционном усилителе с заданной рабочей частотой f и сопротивлением нагрузки Rн.

f=92 Гц и Rн = 92 кОм

Для расчетов выбираем операционный усилитель типа К140УД6.

Нашел коэффициент передачи делителя напряжения составленного из резисторов R₁ и R₂ по выражению:

.

где –дифференциальное допустимое напряжение, В.

Коэффициент передачи делителя напряжения определил как:

;

Из предыдущей формулы найдем отношение сопротивлений и .

.

Частота выходного сигнала мультивибратора определяется по уравнению:

;

Где -постоянная времени цепи заряда конденсатора C1

Из предыдущего выражения нашел постоянную врмени:

с.

Рассчитаю R₃, приняв C1=0,47мкФ из ряда Е24.

;

Подставил данные, получу:

Ом.

Из ряда значений Е24 выбираю R₃=12 кОм.

Определю мощность и тип резистора, предварительно определив ток, протекающий через сопротивление R₃:

А;

Вт.

Тогда тип резистора .

Из условия ограничения выходного тока I_вых мультвибратора на допустимом уровне определил сумму сопротивлений R₁ и R₂

;

Откуда:

;

Подставив значения параметров, получил:

кОм.

Для уменьшения протекающих токов увеличил сумму сопротивлений в 10 раз и получим:

кОм.

Значения сопротивлений можно найти из системы:

Решив систему, нашел:

R₁=47735 Ом

R₂=57305 Ом.

Из ряда значений Е24 выбираю R₁=51 кОм и R₂=62 кОм.

Определил ток, протекающий через делитель напряжений R₁ и R₂:

А.

Нашел мощности резисторов R1 и R2:

Выбрал резисторы:

Проверил правильность найденных параметров. Для этого аналитически определил максимальный ток и выходную частоту генератора и при помощи программы Electronics Workbench построю модель симметричного мультивибратора.

Отличие найденной частоты не превышает 0,9%, значит найденные значения приемлемы для нас на практике.

Подставил численные значения сопротивлений и коэффициента k в выражения для I_вых:

мА.

Полученное значение выходного тока меньше 2,5 мА, поэтому найденные параметры удовлетворяют условиям задания.

На рисунке 1 представлена схема имитационной модели мультивибратора и диаграммы напряжений:

Рисунок 1 - Схема симметричного мультивибратора и диаграмма выходного и емкостного напряжений в программе EWB

Частоту выходного сигнала определил как:

Гц.

Вывод: В ходе работы мной были рассчитаны параметры мультивибратора. Так же я рассчитал теоретическое значение частоты, погрешность не превышает 0,9%, значит найденные значения приемлемы для нас на практике.

Полученное значение частоты, рассчитанное по данным из диаграммы напряжений, так же не значительно отличаются от заданной частоты, что позволяет утверждать, что все параметры были выбраны верно.