1.2 Обоснование выбора схемы мультивибратора.

Так как курсовое задание предусматривает выполнение схемы мультивибратора на ИМС(современной элементной базе) и не требуется точной регулировки изменяющейся частоты(частота постоянна), то для простоты гибридной микросхемы я буду выполнять схему на одной ИМС — операционном усилителе.

2. Основная часть

2.1 Электрическая принципиальная схема и анализ её работы.

Принципиальная электрическая схема изображена на рис.4.

Диаграммы напряжений, поясняющие работу схемы приведены на рис.5.

Рассмотрим сначала работу мультивибратора с нерегулируемым выходным напряжением(на схеме - это часть без нагрузки, соответствующее выходное напряжение - U_{вых m}).

В схеме ОУ и цепь R₃ R₄ образуют компаратор с ПОС(положительной обратной связью). При переключениях компаратора на его выходе формируются напряжения U_выхm (оно открывает диод D₁) и -U_выхm (оно открывает диод D₂).

Конденсатор С и резисторы R₁, R₂ образуют две интегрирующие цепи. Цепь заряда конденсатора R₁C включена, когда открыт диод D₁. Цепь разряда конденсатора R₂C включена, когда открыт диод D₂. Источником напряжения заряда и разряда конденсатора является выход ОУ. Нагрузкой интегрирующих цепей является инвертирующий вход ОУ.

Включим питание ОУ в момент времени t₁. Выходное напряжение ОУ U_вых может отклониться как в положительном, так и в отрицательном направлениях. Пусть U_вых получила положительное приращение U_вых. Через цепь ПОС R₃R₄ это приращение подается на прямой вход ОУ, усиливается им и, в свою очередь, вызывает приращение U^/вых. Процесс развивается лавинообразно. В результате в момент t₁ на выходе ОУ напряжение скачком принимает значение .

Положительное напряжение ОУ открывает диод D₁. Начинается заряд конденсатора С через резистор R₁. Скорость заряда определяется постоянной времени . Нарастающее по экспоненте напряжение конденсатора U_C подается на инвертирующий вход ОУ.

На прямой вход ОУ через цепь ПОС R₃R₄ подается напряжение U_OC

.

В момент времени t₂ напряжение на конденсаторе U_C достигает значения U_0С. Происходит переключение компаратора. ОУ скачком переходит в область отрицательного насыщения, когда .

Одновременно (в момент времени t₂) скачком изменяется напряжение обратной связи до величины

,

диод D₁ закрывается, а диод D₂ открывается. Начинается перезаряд конденсатора С через резистор R₂ до напряжения . Скорость перезаряда определяется постоянной времени . Когда напряжение на конденсаторе U_C достигает значения – U_OC (момент времени t₃) происходит регенеративное переключение компаратора. Далее процессы периодически повторяются.

В установившемся режиме (от момента t₂ и далее) напряжение конденсатора изменяется от U_ОС до - U_ОС и обратно. На диаграмме (рис.5) интервал времени t₂ – t₃ определяет длительность паузы, а интервал t₃ – t₄ – длительность импульса, причем

(1)

(2)

Период повторения

(3)

Скважность

(4)

Формулы (1) - (4) позволяют произвести расчёт мультивибратора.

По заданию нужно получить возможность регулирования выходного напряжения — для этого задём нагрузку с переменным регулируемым сопротивлением — реостат, с котрого и будем снимать выходное напряжение.