Ім'я файлу: var_0(ukr).doc
Розширення: doc
Розмір: 277кб.
Дата: 13.05.2022
скачати
Пов'язані файли:
lab1.1.doc


Задание №1
Привести описание принципа действия с временной диаграммой и расчет схемы автоколебательного мультивибратора на ИЛЭ транзисторно-транзисторной логики .

Номер варианта
,мкс
Т,мкс
Uп.ф./ Uз.ф.
Серия ИС

10
0.8
1.6
0.78
К1531

Для построения автоколебательного мультивибратора будем использовать микросхему К1531ЛА3, которая используется при построении и заторможенного мультивибратора. Т.е. два элемента И-НЕ на два входа. Резисторы R2, R3, конденсаторы С2, С3. Схема мультивибратора представлена на рис.1.


Рисунок 1. Принципиальная схема АМВ на ИЛЭ И-НЕ.
Согласно [1], опишем схему автоколебательного мультивибратора. Это мультивибратор с перекрестными резистивно-емкостными обратными связями на ИЛЭ И-НЕ ТТЛ.

При работе мультивибратора в автоколебательном режиме элементы DD1.3 и DD1.4 поочередно находятся в единичном и нулевом состояниях. Время пребывания элементов в единичном и нулевом состояниях определяется временем заряда одного из конденсаторов С2 или С3.если DD1.3 находится в единичном состоянии, а DD1.4 в нулевом, то конденсатор С2 заряжен током, протекающим через выход DD1.3 и резистор R2. Выходной ток ИЛЭ DD1.4, пренебрежимо мал и не оказывает существенного влияния на процесс заряда конденсатора.

По мере заряда конденсатора С2 входное напряжение Uвх4 элемента DD1.4 уменьшается по экспоненциальному закону, с постоянной времени τ1, стремясь к нулевому уровню. Когда напряжение Uвх4 достигнет порогового напряжения U1п ниже которого дальнейшее уменьшение входного напряжения приводит к уменьшению выходного напряжения инвертора ТТЛ, в мультивибраторе развивается регенеративный процесс, при котором состояния элементов DD1.3 и DD1.4 изменяются на противоположные.

Скачкообразное уменьшение выходного напряжения Uвых3 ИЛЭ DD1.3 вызывает уменьшение выходного напряжения Uвх4, что приводит к быстрому разряду конденсатора С2, а затем к его перезаряду входным вытекающим током ИЛЭ DD1.4 через резистор R2. Входное напряжение Uвх2 при этом возрастает до значения Uвх(tu), определяемого моментом окончания процесса заряда конденсатора С3 с постоянной времени 2, в противоположной ветви мультивибратора. Таким образом процессы периодически повторяются и на выходах ИЛЭ DD1.3 и DD1.4 формируются два изменяющихся в противофазе импульсных напряжения с длительностью tu1 и tu2.

Так как на протяжении всего времени заряда конденсатора С3 (С2) и перезаряда конденсатора С2 (С3) ИЛЭ DD1.4 (ИЛЭ DD1.3) должен находиться в единичном состоянии, его входное напряжение Uвх2(Uвх1) не должно превышать порогового уровня U1п. Следовательно, сопротивление времязадающего резистора R2(R3) должно быть достаточно малым.

Максимально допустимое значение R2(R3) :



R2(R3) <20103/((0,610-320103)/1.3 –1)

R2(R3) < 2247 Ом

Для устранения режима жесткого возбуждения необходимо выполнить условие:



R2(R3) >20103/((0,610-320103)/0.3 –1)

R2(R3) >508 Ом

Отношение амплитуд переднего и заднего фронтов напряжения определяется соотношением:

=

0,78= R/(R+150)

R=531 Т.к. tu1=tu2, по условию задания, то мультивибратор симметричный, а следовательно R2=R3, C2=C3. tu2= Т- tu1 Максимальную мощность R2(R3) определим по формуле:

PR2(R3) = U1вх maxI1вх

PR2(R3) = 5,50,610-3=0,0033 Вт.

Как и для заторможенного мультивибратора выберем резисторы типа МЛТ (мощность 0,125Вт, номиналы сопротивлений в пределах 8,2Ом…3МОм, отклонение от номинального значения 5%). Используя стандартный ряд E24, получим:

R2: МЛТ-0,125 - 510 Ом  5%

R3: МЛТ-0,125 - 510 Ом  5%

Из формул для длительности импульсов:



Найдем С2=С3,



Учитывая, что максимальное напряжение на С2=С3 составляет Ucc=5 В, cогласно [2], выберем конденсатор С2(С3), используя стандартный ряд Е24. Возьмем тип конденсатора К22-5 с допустимым отклонением 5%. Для этого типа конденсаторов пределы номинальной емкости: 75…39000пФ, номинальное напряжение 25В. Получим:

С2: К22-5-8200пФ  5% -25 В

Найдем скважность:


Построим временную диаграмму работы автоколебательного мультивибратора.




Рисунок 2. Временная диаграмма работы автоколебательного мультивибратора

Задание №2

Привести описание принципа действия с временной диаграммой и расчет схемы заторможенного мультивибратора на ИЛЭ транзисторно-транзисторной логики.

Номер варианта
,мкс
Т,мкс
Uп.ф./ Uз.ф.
Серия ИС

10
0.8
задать
0.78
К1531

Согласно (1), заторможенный мультивибратор предназначен для формиро­вания прямоугольного импульса с заданной амплитудой и длительно­стью в от­вет на один запускающий импульс. Заторможенный мультивибратор с рези­стивно-емкостной обратной связью состоит из двух двухвходовых логических элементов И-НЕ, конденсатора С1, резистора R1 (рис 3)





Рисунок 3. Принципиальная схема заторможенного мультивибратора.
Логические элементы И-НЕ на два входа возьмем из микросхемы К1531ЛА3 (DD1.1 и DD1.2). Эта микросхема содержит четыре элемента И-НЕ на два входа. Электрические параметры представлены в таблице 2.

Основные параметры ИМС К1531ЛА3
Таблица 2

I1вх,

Ma
I0вх,

Ma
Iпот,

ma

U0вых,B
U1вых,B
t10зд.р.,нс
t01зд.р.,нс

|-0,6|
0,02
22
0,5
2,7
15
22
Запускающие импульсы отрицательной полярности с амплитудой вх≈Евых подается на свободный от триггерного включения вход ИЛЭ DD1.1. В исходном состоянии ИЛЭ DD1.1 и DD1.2 находятся в нулевом и единичном состояниях со­ответственно. Под действием запускающего импульса (t=t1, на рисунке 4) логических элементов изменяют свои состояния на противоположные, времязадающий конденсатор начинает заряжаться через выход ИЛЭ DD1.1 и резистор R1.
Напряжение Uвх2 на выходе ИЛЭ DD1.2 при этом экспоненциально изменяется от Емах, стремясь к нулю. Формирование рабочего импульса с длительностью tu заканчивается при Uвх2(tu)= Uп ( t=t2, на рисунке 4), так как дальнейшее уменьшение входного напряжения приводит к увеличению выходного напряжения ИЛЭ DD1.2 . При t>t2 в мультивибраторе развивается регенеративный процесс, по окончании которого ИЛЭ возвращается в исходные состояния, а напряжение Uвх2 уменьшается скачком от Uп до Uп-Евых.
Далее мультивибратор в два этапа возвращается в исходное состояние. Сначала конденсатор С разряжается , а затем перезаряжается входным вытекающим током Iвх ИЛЭ DD1.2, а напряжение Uвх2 стремиться к значению Uвх.

Для получения почти прямоугольной формы выходных импульсов заторможенного мультивибратора, сопротивление времязадающего резистора R1 должно соответствовать условию:

П

олучим:
Реальное значение резистора получим по формуле:





Согласно [2], выбираем резистор R1. Резистор берем типа МЛТ. Это металлопленочный резистор, который характеризуется высокой стабильностью параметров, высокой надежностью, слабой зависимостью сопротивления от частоты и напряжения. Значение сопротивления резистора берем из стандартного ряда Е24 (допустимое отклонение этого ряда — ±5%)

R1: МЛТ-0,125-510 Ом±5%
Из формул для длительности импульса





Найдем С1:








Согласно [2] выбираем конденсатор. Учитывая, что максимальное напряжение на С1 составляет Ucc=5 В, cогласно [2], выберем конденсатор С1, используя стандартный ряд

Е24. Возьмем тип конденсатора К22-5 с допустимым отклонением 5%. Для этого типа конденсаторов пределы номинальной емкости: 75…39000пФ, номинальное напряжение 25В. Получим:

С1: К22-5-1000 пФ  5% -25 В

В
ремя восстановления tв вычисляем по формуле:






Рисунок 4. Временная диаграмма заторможенного мультивибратора






скачати

© Усі права захищені
написати до нас