Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Практическое занятие № 4. Расчет схем электронных генераторов




Задача 1. Расчёт генератора гармонических колебаний .

Разработать схему генератора гармонических колебаний на операционном усилителе (КР140УД7 (μA741CD) – группа №1;КР140УД11 (LM318N8) – группа №2;КР140УД14 (LM308AM8) – группа №3;КР140УД18 (LF355BN) – группа №4), обеспечив действующее значение напряжения Uг и частоту fг. Описать принцип работы, осуществить моделирование работы схемы. Исходные данные приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 – Исходные данные к задаче 1

 

Номер варианта Uг, В fг, кГц
     
    9,5
     
    8,5
     
    7,5
     
    6,5
     
    5,5
     
    4,5
     
    3,5
     
    2,5
     
    1,5
    1,4
    1,3
    1,2
    1,1
    0,9
    0,8
    0,7
    0,6
    0,5
    0,4
    0,3
    0,2
     

Пример решения задачи 1. Вариант 31

 

Схема генератора гармонического сигнала на операционном усилителе с мостом Вина в цепи обратной связи приведена на рисунке 4.1. Принцип ее работы описан в [2].

Рисунок 4.1 – Генератор гармонических колебаний на операционном усилителе с мостом Вина и цепи обратной связи

 

Частоту генерации определяют по формуле

 

 

При С = С 1 = С 2, R = R 3 = R 4 частота выходного напряжения

 

 

На неинве ртирующий вход ОУ поступает сигнал положительной обратной связи, а несколько меньший по амплитуде сигнал отрицательной обратной связи – на инвертирующий вход ОУ, состоящей из резисторов R 1 и R 2.

Для обеспечения нормальной работы автогенератора коэффициент усиления по напряжению усилителя должен иметь значение

 

Ku = ( 1 +R 2 /R 1 )= 1/ b ³ 3.

 

В реальном RC -ге­не­раторе обычно частота плавно перестраивается в пределах заданного диапазона, для чего используются сдвоенные переменные резисторы R 3 и R 4 или сдвоенный блок конденсаторов С 1 и С 2 с изменяемыми ёмкостями.

Принимаем R 2 = R 3 = R 4 =R = 10 кОм.

Тогда R 1 =R 2 / (3-1) = 10∙103 / 2 = 5 кОм.

С 1 = С 2 =С= 1 /( 2 ∙π∙fг∙R)= 1 /2∙3,14∙1000∙10∙103 = 15,9 нФ.

Принимаем из стандартного ряда (приложение В) С= 16 нФ.

Модель генератора гармонических колебаний на ОУ КР140УД11 (LM318N8) в среде Multisim (файл «Генератор гармонических колебаний.ms11») приведена на рисунке 4.2. Для возбуждения колебаний в модели предусмотрен источник постоянного напряжения U 1, подключаемый на короткое время ключом SB 1. Незатухающие колебания возможны при Ku ³ 3, следовательно, сопротивление R 1³5 кОм. Примем R 1 = 4,9 кОм.

Для обеспечения требуемого напряжения на выходе можно установить делитель напряжения:

Задаваясь сопротивлением Rd 2=2 кОм и зная напряжение на выходе генератора без делителя Uг =9,56 В (рисунок 4.2), находим

 

 

Рисунок 4.2 – Модельгенератора гармонических колебаний на ОУ с осциллограммой выходного напряжения

 

Результаты моделирования: U 1=0,966 В, f =0,993 кГц, что соответствует заданию.

Задача 2. Расчёт симметричного мультивибратора.

Разработать симметричный мультивибратор на операционном усилителе, обеспечивмаксимальное значениенапряжения , длительность импульса , время фронта = (5 мкс – группа №1; 10 мкс – группа №2; 15 мкс – группа №1; 20 мкс – группа №4).Описать работу, осуществить моделирование работы схемы. Исходные данные приведены в таблице 4.2.

 

Таблица 4.2 – Исходные данные к задаче 2

 

Номер варианта , В , мкс
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     

 


Пример решения задачи 2. Вариант 31

 

Схема симметричного мультивибратора на ОУ приведена на рисунке 4.3.Принцип ее работы описан в [2].

 

Рисунок 4.3– Симметричный мультивибратор на операционном усилителе

При выборе конкретного типа операционного усилителя для построения симметричного мультивибратора исходим из того, что он должен обеспечивать необходимую скорость нарастания выходного напряжения и амплитуду импульса Um < UП.

Выбираем операционный усилитель К140УД11, имеющий следующие параметры (приложение Е):

– номинальное напряжение питания Uпит ном =±15 В;

– коэффициент усиления Ku ОУ =30000;

– максимально допустимое выходное напряжение Uвыхmax =12 В;

–скорость нарастания выходного напряжения Vu =50 В/мкс;

– входное сопротивление Rвх =0,4 МОм;

– минимальное сопротивление нагрузки RН min=2 кОм.

Такой усилитель обеспечивает U m = ± 10 В при снижении напряжения питания до UП = 12В. Скорость изменения выходного напряжения, которую обеспечивает такой усилитель, выше требуемой 5 В/мкс.

Из условий: 10 ·RН min< R 1 ≤ Rвх; R 2 +R 3 > 10 ·RНmin; R 2= 10 ·R 3. Выбираем R 1 = 5 0 кОм, R 2 = 20 кОм, R 3 = 2 кОм. Ёмкость конденсатора С 1 рассчитывается из соотношения

 

нФ.

Принимаем из стандартного ряда С 1 =56 нФ.

Модель симметричного мультивибратора на ОУ КР140УД11 (LM318N8)в среде Multisim (файл «Мультивибратор.ms11») приведена на рисунке 4.4.

 

Рисунок 4.4 – Модель симметричного мультивибратора на ОУ с осциллограммой выходного напряжения

Результаты моделирования: Um =20/2=10 В, tИ =(1/1,11∙103)/2= =450мкс, что соответствует заданию.


 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-05-06; Просмотров: 3809; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.025 сек.