Расчет релаксационного генератора на ИОУ

КУРСОВАЯ РАБОТА ДИСЦИПЛИНА Электроника ТЕМА Расчет релаксационного генератора на ИОУ ИСПОЛНИТЕЛЬ ПРЕПОДАВАТЕЛЬ СОДЕРЖАНИЕ ЗАДАНИЕ 3ВВЕДЕНИЕ 41. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРАСХЕМЫ 72. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 113. СПЕЦИФИКАЦИЯЭЛЕМЕНТОВ СХЕМЫ 17ЗАКЛЮЧЕНИЕ 18СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙЛИТЕРАТУРЫ 19 ЗАДАНИЕРазработать и рассчитатьрелаксационный генератор на ИОУ интегральной схеме операционного усилителя в соответствии сданными, представленными видгенератора - мультивибратор режимработы автоколебательный периодследования импульсов Т, мс 0.09 длительностьвыходного импульса tu, мкс 35 длительностьфронта выходного импульса , мкс - Проанализировать нестабильность длительности генерируемыхимпульсов разработанного релаксационного генератора в зависимости от разбросапараметров навесных элементов.

ВВЕДЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ Неотъемлемойчастью почти любого электронного устройства является генератор гармоническихили каких-либо других колебаний.

Кроме очевидных случаев автономных генераторов а именно генераторы синусоидальных сигналов, генераторы каких-либо функций, импульсные генераторы источник регулярных колебаний необходим влюбом периодически действующем измерительном приборе, в устройствахинициирующих измерения или технологические процессы, и вообще в любом приборе, работа которого связана с периодическими колебаниями. Они присутствуют практически везде. Так, например, генераторыколебаний специальной формы используютсяв цифровых мультиметрах, осциллографах, радиоприемниках, ЭВМ, в любомпериферийном устройстве ЭВМ накопители на магнитной ленте или магнитныхдисках, устройство печати, алфавитно-цифровой терминал, почти в любом цифровомприборе счетчики, таймеры, калькуляторы и любые приборы с многократнымотображением и во множестве других устройств.

Устройство без генератора либо, либо предназначено дляподключения к другому которое скорее всего содержит генератор. Взависимости от конкретного применения генератор может использоваться просто какисточник регулярных импульсов часы в цифровой системе отнего может потребоваться стабильность и точность например, опорный интервалвремени в частотомере, регулируемость гетеродин передатчика или приемника или способность генерировать колебания в точности заданной формы как например, генератор горизонтальной развертки осциллографа. Возможностьпостроения мультивибратора на ИОУ интегральный операционный усилитель обусловлена тем, что при соединении выхода ИОУ с его неинвертирующим входомполучаем замкнутую резисторную или резисторно-конденсаторную цепь положительнойобратной связи, обеспечивающую возможность возникновения лавинообразныхпроцессов. При этом напряжение на выходе ИОУ меняется скачкообразно отсвоего максимального до минимального значения и наоборот при изменении знака напряжения входного дифференциальногосигнала. В импульсныхустройствах широкое применение находят генераторы, выходное напряжение которыхимеет форму, резко отличающуюся от синусоидальных.

Колебания такой формы носятназвание релаксационных и бывают прямоугольными, пилообразными, пилообразно-импульсными и т.д. Мультивибраторявляется релаксационным генератором.

Он может работать в режиме автоколебаний, либо в ждущем режиме.

В режимеавтоколебаний он не имеет состояния устойчивого равновесия. При работемультивибратора в этом режиме существуют два чередующихся состояния квазиравновесия. Состояние квазиравновесия характеризуется сравнительно медленным изменениемтоков и напряжений, приводящих к некоторому критическому состоянию, при которомсоздаются условия для скачкообразного перехода мультивибратора из одногосостояния в другое.

Период колебаний при этом зависит от параметров схемы. В ждущемрежиме мультивибратор имеет состояние устойчивого равновесия и состояниеквазиравновесия. Переход из первого во второе происходит в результатевоздействия внешних запускающих импульсов, а возвращение в устойчивоесостояние - самостоятельно по истечениинекоторого времени, зависящего от параметров схемы.1. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА СХЕМЫ Итак, мультивибратор это релаксационный генератор, вырабатывающий импульсы почтипрямоугольной формы.

При выборе схемы реализации данного устройства мы будемстараться найти оптимальный вариант между простотой, низкой стоимостью иисходными данными задания. Найдем скважность генерируемыхимпульсов 1 где Т 0,09 мс период следования импульсов tu 35 мкс длительность выходногоимпульса В нашемслучае требуется получить генерируемые импульсы большой скважности, следовательно, цепь заряда конденсатора должна отличатьсяот цепи разряда. Выберем схему мультивибратора на ОУ, приведенной на рисунке 1. В данном случае положительная обратная связь обеспечиваетсяделителем напряжения на резисторах R1, R2. В момент t 0 рис.2 включается источник питания ИОУ. При этомначинает возрастать, а следовательно, и напряжение, снимаемое с делителя R1, R2 и поданное на вход, что вызывает дальнейшее увеличение выходного напряжения, т.е. происходит лавинообразный процесс, в результатекоторого скачкообразновозрастает до значения это первое состояниеквазиравновесия, а - до значения, где 2 Напряжение при этом практическине изменяется и равно нулю. Сувеличением t за счет заряда конденсатора через резистор увеличивается напряжение по экспоненциальномузакону до значения Е. В моментвремени. При этом уменьшается лавинообразно, меняя полярность напротивоположную.

В результате окончания этого лавинообразного процесса, а. Конденсатор начинает разряжаться через резистор и стремится перезарядиться до напряжения. В момент, когда при перезагрузке конденсатора напряжение достигает значения, вновь возникает регенеративный процесс, завершающийсяпереключением схемы во второе состояние квазиравновесия.

Такимобразом, периодически происходит переход из одного состояния квазиравновесия вдругое.

Первыйимпульс имеет меньшую длительность, т.к он формулируется при зарядке конденсатора от нуля до, и определяется по формуле, где Последующиеимпульсы определяются по формуле 3 Период следования импульсов в нашем случае равен , 4 где и - сопротивления зарядного и разрядного резисторовсоответственно. Синфазныйсигнал мал и, а максимальный дифференциальный сигнал. При выбореинтегральной схемы операционного усилителя ИОУ необходимо обратить особоевнимание на тот факт, что во избежании выхода из строя ИОУ требуется выполнениеусловия, следовательно где - допустимый дифференциальный сигнал.

Выборрезисторов и с одной стороны долженобеспечивать выполнение вышеуказанного условия для, а с другой стороны обеспечивать требуемую по заданиюдлительность генерируемого импульса по формуле 3 .2.

РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ. Опираясь нарезультаты теоретической части данной работы, выберем ИОУ, ... Обладает высоким входным сопротивлением, большой частотой единичногоус... Чем меньше отношение тем форма импульсаближе к прямоугольной. 3.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ В курсовой работе был разработанрелаксационный генератор на ИОУ с большой скважностью генерируемых импульсов врежиме автоколебания.

В процессе ее выполнения получены навыки выбора схемы иее элементов в зависимости от необходимого результата. Приобретены знания об основныхсвойствах интегральных операционных усилителей, используемых при построенииимпульсных генераторов различного назначения, в частности с использованием вданной курсовой работе ИОУ К574УД1.СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ1. П. М. Грицевский, А. Е. Мамченко, Б.М. Степенский Основы автоматики, импульсной и вычислительной техники М. Радио и связь , 1987г.2. П. Хоровиц, У. Хилл Искусство схемотехники-1 М. Мир 1993 г.3. Справочник Интегральные микросхемы.

Операционныеусилители Том I. М. ВО Наука 1993г. ПРИЛОЖЕНИЕ.