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
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].
ПОС
R,C
Uвых
Рисунок 1.1 - Функциональная схема устройства.
R3
R4
R5 4,5к
R8
R7 100к
R6 500к
SA1
SA2
C
VD
DA
R1
R2
Рисунок 1.2 - Принципиальная схема.
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.