Министерство образования РФ

Тольяттинский государственный университет

Кафедра "Промышленная электроника"

Пояснительная записка к курсовой работе

Генератор прямоугольных импульсов

по дисциплине “Микроэлектроника"

Руководитель: Певчев В.П.

Исполнитель: студент Кудашев С.А.

Группа: ПЭ - 401

Вариант №16

Тольятти 2007

Содержание

Задание на расчет

1. Описание работы схемы

2. Расчет схемы

3. Принципиальная схема

4. Выбор элементов схемы

4.1 Расчет соответствия предельных параметров эксплуатации ОУ выбранному режиму работы схемы

5. Составление схем замещения

Заключение

Список использованных источников

Задание на расчет

Построить генератор прямоугольных импульсов (ГПИ) с видом характеристики типа "меандр". Амплитуда сигнала стандартная для транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ). Установленная частота ступенями: 100 Гц; 1 000 Гц; 10 000 Гц. Ток нагрузки 10мА.

1. Функциональная схема устройства

При построении ГПИ за основу взята схема симметричного мультивибратора реализованная на интегральном операционном усилителе (ОУ) [1]. Функциональная схема ГПИ приведена на рисунке 1.1

Принципиальная схема мультивибратора приведена на рисунке 1.2

Период переключений такого мультивибратора определяется постоянной времени t интегрирующей RC-цепи, глубиной положительной обратной связи, входными и выходными сопротивлениями усилителя, его полосой пропускания и коэффициентом усиления. Если допустить, что вышеперечисленные параметры ОУ, такие как входное сопротивление, выходное сопротивление, коэффициент усиления (без обратной связи) и полоса пропускания приближаются к следующим величинам

 Rвых ® ¥;  и ,

то для принципиальной схемы рисунок 1.2

 (1)

причем для получения прямоугольных импульсов необходимо, чтобы глубина положительной обратной связи b удовлетворяла условию

 (2)

при выполнении которого переключение ОУ происходит лавинообразно за доли-единицы микросекунды [1].

Рисунок 1.1 - Функциональная схема устройства.

Рисунок 1.2 - Принципиальная схема.

1. Описание работы схемы

При включении питания напряжение на выходе усилителя вследствие неидеальной балансировки отличается от нуля. Это напряжение (например положительное) с выхода усилителя через цепь положительной обратной связи (ПОС), образованной резисторами R1 и R2 подается на неинвертирующий вход ОУ, усиливается им, снова подается на вход и т.д., пока усилитель не переключится в состояние насыщения и напряжение на его выходе не станет максимально возможным. К инвертирующему входу ОУ подключен конденсатор С, напряжение на котором в начальный момент равно нулю. После переключения конденсатор начинает заряжаться через сопротивление R, подключенное к выходу ОУ и напряжение на нем начинает возрастать.

, (3)

где Uнас - напряжение насыщения усилителя, близкое к напряжению питания.

На инвертирующем и неинвертирующем входах действуют положительные напряжения - постоянное Uпос и изменяющееся Uс (t) и выходное напряжение определяется как

 

Uвых (t) = Ко [Uпос - Uс (t)], (4)

где Ко ³ 103 ¸ 106 - коэффициент усиления.

Это напряжение постоянно и равно Uнас до тех пор, пока разность входных напряжений положительна. ............