Содержание Задание 2 Содержание 1. Принцип действия устройства 1. Принцип действия схемы формирователя 2. Принцип работы таймера 555 в схеме одиночного запуска 2. Эскизный расчет 1. Эскизный расчет схемы формирователя 2. Эскизный расчет схемы с таймером 3. Выбор элементов и компонентов схемы 4. Детальный расчет 1. Каскад Дарлингтона 13 4.2. Операционный усилитель и схема с транзистором VT5. Принципиальная схема устройства 6. Анализ качества работы устройства 7. Эскиз размещения элементов и компонентов 8. Определение основных массогабаритных показателей 9. Список использованной литературы 18 Принцип действия устройства 1. Принцип действия схемы формирователя Устройство состоит из операционного усилителя, каскада Дарлингтона и транзистора VT1, сменой режимов которого управляет таймер 555. Транзистор VT1 большую часть времени находится в режиме насыщения, когда из таймера в его базу втекает ток определенной величины.
В этом состоянии VT1 работает как низкоомный резистор, понижается потенциал базы VT2, и отключается отрицательная обратная связь, образованная каскадом Дарлингтона (VT2,VT3) и резистором R1. При запуске таймера 555, на некоторое время (а точнее на 10 мс, по условию задания) потенциал его выхода понижается.
При этом Транзистор VT1 переходит в режим отсечки.
Сопротивление перехода коллектор-эммитер возрастает до нескольких мегаом. Вслед за этим повышается потенциал базы VT2, открывается отрицательная обратная связь. При работе операционного усилителя в этом режиме соблюдается принцип виртуального нуля. Следовательно, на резисторе R1 будет падать напряжение Uвх. Задав определенный номинал этого резистора, получаем требуемый ток нагрузки.
Транзисторы, входящие в
Каскад Дарлингтона, работают в линейном режиме. Резистор R2 замыкает по цепи отрицательной обратной связи VT2. Это необходимо для стабилизации рабочей точки всего каскада. R3 ограничивает выходной ток усилителя, когда VT1 работает в режиме насыщения и практически весь этот ток течет через него. Таким образом, схема представляет собой генератор стабильного тока: величина тока нагрузки зависит только от номинала R1 и напряжения питания Eп и практически не зависит от Rн. 2.
Принцип работы таймера 555 в схеме одиночного запуска Длительность импульса зависит от параметров элементов, входящих в схему одиночного запуска таймера 555. Рассмотрим эту схему.
Внутри микросхемы таймера расположен резистивный делитель, к которому подключены два компаратора. Эти компараторы управляют работой самого таймера. При подаче низкого уровня сигнала (меньшего 1/3 * Eп2) на вход запуск, компаратор, подключенный ко входу S RS-триггера, на выходе образует значение напряжения логической единицы. Считаем, что в первый момент времени конденсатор Ct разряжен.
Тогда второй компаратор образует на входе R логический ноль. Триггер переходит в единичное состояние. На его инверсном выходе напряжение падает до логического уровня нуля. Транзистор запирается и происходит зарядка конденсатора Ct через резистор Rt. Конденсатор заряжается до тех пор, пока потенциал верхней обкладки не достигнет величины 2/3 Eп2. Далее – верхний компаратор сформирует сигнал и RS триггер перейдет в состояние нуля. Транзистор, управляющий работой конденсатора, будет работать в режиме насыщения, и, по сути дела, произойдет разрядка Ct через переход коллектор-эммитер 20-25 Ом. Сопротивление Rt выбираем несколько кОм, чтобы сопротивления перехода коллектор-эммитер насыщенного транзистора было пренебрежимо меньшим.
На выходе таймера поставлен логический инвертор ТТЛ - серии. Он формирует низкий уровень сигнала для закрытия транзистора VT1 в период действия импульса таймера.