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
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
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.
Дата добавления: 2015-05-06; Просмотров: 3829; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |