СодержаниеЗадание 1
Содержание 2
1. Название. 3
2. Назначение. 3
3. Основные технические параметры. 3
4. Принцип действия. 3
5. Эскизный расчет устройства. 5
6. Выбор основных электронных компонентов. 5
7. Принципиальная схема устройства. 7
8. Детальный расчет принципиальной схемы. 7
9. Анализ работы устройства с точки зрения заданных критериев качества. 9
10. Эскиз размещения элементов и электронных компонентов схемы
11. Определение основных массогабаритных показателей.
12. Литература.ВведениеГенератор прямоугольных импульсов, управляемый напряжением.
2. Назначение.
Во многих случаях нужно дистанционно управлять частотой колебаний генератора путем изменения напряжения. Примерами могут служить музыкальные синтезаторы и передатчики с частотной модуляцией. Для этих целей применяются генераторы, управляемые напряжением.
3. Основные технические параметры.
Uвх=10В; fмакс=1кГц; fмин=100Гц
Rн =2 кОм. Um вых=Uвых нас
4. Принцип действия.
Рассмотрим принцип действия генератора. При подключении напряжения питания операционных усилителей (0 и 10В) и некоторого входного напряжения (в обусловленных пределах) на выходе второго операционного усилителя устанавливается напряжение насыщения (под действием положительной обратной связи), которое в соответствии с напряжением питания может быть либо 1В, либо 9В (назовем эти уровни наименьшем и наибольшем выходным напряжением). Какое именно из этих напряжений установится зависит от начального шумового дифференциального напряжения на входе второго операционного усилителя. Транзистор VT1 является полевым транзистором с изолированным затвором и встроенным каналом n-типа. Его передаточная характеристика (зависимость тока стока от напряжения между истоком и затвором) представляет собой правую ветвь параболы, ветви которой направлены вверх, а вершина лежит на горизонтальной оси левее начала координат.
Учитывая то, что транзистор работает в пентодной области (т. е. всегда насыщен) , получаем, что ток стока зависит только от напряжения на выходе второго операционного усилителя, а следовательно может принимать два значения, соответствующие наименьшему и наибольшему напряжением на затворе.
С другой стороны поданное на вход схемы напряжение делится резистивным делителем R2/R3 и попадает на неинвертирующий вход первого операционного усилителя, который подобран так, чтобы при заданный условиях задачи он не смог перейти в режим насыщения. Учитывая этот факт и наличие отрицательной обратной связи по принципу виртуального нуля потенциалы на входах равны. В таком случае на инвертирующем входе первого операционного усилителя устанавливается некоторое положительное напряжение, меньшее по величине, чем входное напряжение схемы, и равное напряжению на нетнвертирующем входе. На концах резистора R1 возникает разность потенциалов, вызывающая ток через него. По принципу бесконечно большого входного сопротивления в операционный усилитель ток втекать не может. Ток резистора R1 выбирается так, что бы он находился между двух значения тока через транзистор, оговоренных выше. Учитывая, что конденсатор не может изменить свой заряд мгновенно, на правой его обкладке будут такой же потенциал, как на левой. Этот начальный потенциал должен быть больше чем потенциал на неинвертирующем входе второго операционного усилителя при наибольшем напряжении на его выходе для обеспечения работы генератора. В результате, какое бы не было напряжение на выходе схемы, под действием положительной обратной связи второй операционный усилитель за крайне короткий промежуток времени переводит его в наименьшее. На неинвертирующем входе устанавливается нижнее пороговое напряжение. Соответствующий ему ток через транзистор, как оговорено выше, меньше тока резистора R1, поэтому остальная часть тока протекает через конденсатор, заряжая его, и тем самым уменьшая потенциал на его правой обкладке, и втекает во вход первого операционного усилителя. Когда напряжение на инвертирующем входе второго операционного усилителя становится меньше нижнего порогового, под действие положительной обратной связи усилитель меняет напряжение на выходе на наибольшее. В результате ток через транзистор увеличивается, становится больше тока резистора R1. Остальная часть тока протекает через конденсатор, постепенно разряжая его. Аналогично, когда напряжение на инвертирующем входе второго операционного усилителя становится выше верхнего порогового (соответствующего наибольшему напряжению на его выходе), под действие положительной обратной связи усилитель меняет напряжение на выходе на наименьшее. В результате на выходе появляется последовательность прямоугольных импульсов.Литература1. Полупроводниковые приборы. Транзисторы малой мощности: Справочник - 2-е издание, стереотип. - / А.А. Зайцев, А.И. Миркин, В.В. Мокряков и др.. Под ред. А.В. Голомедова. М.: Радио и связь КУБК-а, 1994. - 384 с ил.
2. Фишер Дж. Э., Гетланд Х.Б. Электроника - от теории к практике: Пер. с англ. М.: Энергия, 1980. - 400 с. с ил. - (Массовая радиобиблиотека; Вып. 1023).
3. Шило В.Л. Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре. - 2-е изд., перераб. и доп.-М.: Сов. радио, 1979 - 368 с., ил.
|
