Готовый курсовик еще

Федеральное агентство по науке и образованию РФ

Омский Государственный Технический Университет

Энергетический институт

Кафедра ЭсПП (секция ПЭ)

Курсовой проект

по дисциплине «Электронные цепи и микросхемотехника»

на тему «Питание генератора импульсов»

Выполнил студент гр. ПЭ – 415

Успеньев И. А.

Проверил: Лоткин В. О.

Омск - 2008

Федеральное агентство по науке и образованию РФ

Омский Государственный Технический Университет

Энергетический институт

Кафедра ЭсПП (секция ПЭ)

ЗАДАНИЕ

Курсовой проект по курсу: Электронные цепи и микросхемотехника

Студент группы ПЭ-415 тов. Успеньев И.А.

2008/2009 учебный год

Тема курсового проекта: Питание генератора импульсов.

Исходные данные: Пульсация напряжения питания не должна превышать одного милливольта. Частота, задоваемого импульса, генератора – (100 10)кГц

Содержание проекта: пояснительная записка

Разделы пояснительной записки:

Выбор схемы, расчетная часть, результаты симуляции, анализ схемы.

Основная рекомендуемая литература

Специальная и учебная техническая литература, Интернет.

Руководитель проектирования Лоткин В.О.

Зав. Кафедрой Бубнов А.В.

Студент Успеньев И. А..

Дата выдачи 14.10.2008

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение……………………………………………………………………4

2. Выбор схемы……………………………………………………………….4-6

3. Расчетная часть…………………………………………………………….7-9

4. Результаты симулирования.….…………………………………………....10-11

5. Заключение.……………..………………………………………………….12

6. Литература………………..………………………………………………...13

Введение.

Для создания питания генератора импульсов, на основе мультивибратора, от источника постоянного питания напряжения необходимо учесть: подаваемое напряжение питания должно быть противоположных полюсов и быть одинаковым по значению.

Выполнение этих условий является создание искусственного ноля. Это происходит из-за переноса ноля (земли) на уровень, равный половине значения источника питания постоянного напряжения. Благодаря этому относительному нолю, напряжение, которое будет больше, чем половина значения источника питания, будет приниматься за положительное, а напряжение, которое меньше половины,- отрицательным.

Выбор схемы.

Введение искусственной точки произведем на основе схемы операционного усилителя с единичным коэффициентом передачи и делителя напряжения. Эта схема приведена на Рисунке 1.

С помощью делителя напряжения производим разбивание напряжения питания на две равные части, т. е. два последовательно соединенных резистора с одинаковыми значением сопротивления имеют одинаковые падения напряжения.

С резисторов снимаем напряжение через ОУ, который является повторителем напряжения . Это позволяет отрицательная обратная связь с единичным коэффициентом передачи, которая создает условие равенства входного и выходного напряжения сигнала. Таким образом получаем, что напряжение на R1 равно напряжению выхода ОУ.

Разность потенциалов между узлами А0 равна напряжению питания (V), между узлами В0, АВ - половине источника питания (V/2). Выходное напряжение может распологаться чуть ниже входных по амплитуде, из-за свойств ОУ с единичным коэффициентом передачи.

В следствии этого получаем искусственный ноль в области половины значения напряжения, т. е. последующее заземления нагрузки соединяется в узле В , и питание происходит из узлов А и 0. Таким образом получили разно-полюсное напряжение.

Для уменьшения влияния синфазного напряжения (входное напряжение ОУ), т. е. напряжение равно общему входному напряжению, которое присутствует на входных зажимах ОУ. Входной сигнал будет состоять из постоянной и переменной составляющих, которые возникли из-за задержки в ОУ по времени. В следствии этого возможно превышение допустимых значений синфазного напряжения.

Решением этой проблемы заключается в добавлении значительных емкостей между узлами АВ и ОВ, которые не пропускают постоянные значения сигнала и будут уменьшать переменные составляющие, по нарастанию гармоник реактивное сопротивление емкости растет.

Возможность создания мультивибратора на ОУ основывается на использовании ОУ в качестве порового узла (компаратора). Схема симметричного мультивибратора представлена на Рисунке 2.

Автоколебательный режим работы создается благодаря подключению к инвертирующему входу ОУ время задающей цепи емкости С1 и резистора R3. Принцип работы заключается в перезарядке конденсатора с определенной частотой, напряжение которого меняется от –U до +U. На выходе ОУ получаем прямоугольный импульс с изменением от –U до +U.

Расчетная часть.

Моделируемая сема приведена на Рисунке 3.

Учитывая необходимость создания условия работы ОУ c единичным коэффициентом передачи, входное сопротивление принимает большого значения. Сопротивление резисторов, равное по 1МОм, которые также учитываются во входном сопротивлении ОУ. Полученная пульсация напряжения на выходе ОУ не должна превышать 1мВ.

Используемый ОУ повторителя напряжения MC33181 имеет параметры:

- минимальный ток пропускания - 210млА;

- напряжение питания - ();

Задан генератор по схеме мультивибратора с частотой генерации (100)кГц. ОУ мультивибратора выбираем TL061, у которого допустимое напряжение питания . Входящий в состав схемы, конденсатор задается малой емкости (С2=2нФ) ради уменьшения времени возникновения получаемого импульса. Зададим постоянную времени электрической цепи, равная . Исходя из того, что, получим R5=10кОм.

Частота пульсаций определяется по формуле:

Где Т - период пульсации; импульса. Т.к. использована основа симметричного мультивибратора, то Т=2.

Учитывая, что до коммутации напряжение на конденсаторе отсутствует, перезарядка конденсатора происходит в пределах равных подаваемого напряжения. Тогда получим:

Из полученной зависимости R3 и R4, выбранные значения сопротивлений – R3=4260 Ом и R4=30 кОм.

С помощью модуляции схемы в программе OrCAD 10.5 можно определить зависимость изменения дифференциального напряжения. Построенная зависимость – на Рисунке 5. Напряжения на входах ОУ приведены на Рисунке 4.

Из Рисунка 5 видно, что дифференциальное напряжение имеет небольшое значение, то не происходит возникновение, насыщения ОУ. Значит нет необходимости в включении в схему дополнительных встречно-параллельных диодов, для защиты от резко возросшего дифференциального напряжения.

Результаты модуляции.

Полученное напряжение мультивибратора приведено на Рисунке 6.

Пульсации полученные в цепи создания искусственной точки на Рисунке 7 и 8.

Заключение.

С помощью программы OrCAD 10.5 можно пронаблюдать зависимость изменения пульсации после разчепителя от изменения емкостей С1 и С2.

Для этого включем между искусственной точкой и нагрузкой резистор сопротивление 1 Ом и снимем значения зависимости пульсации напряжения.

Данные значения емкостей и интервала изменения пульсации приведены в Таблице 1.

Таблица 1

Емкость, пФ	Интервал, В
4000	0.0001
2000	0,0015
1000	0,0044
500	0,0273
250	0,0233
100	0,0181
50	0,0528

Промодулировав, можно сказать, что значение емкости влияет на сглаживание формы выходного сигнала и интервал изменения пульсации. Уменьшение значения емкости в 10 раз приводит к увиличению интервала изменения пульсации в 10 раз.

При низких значениях емкости может произойти насыщение ОУ расчипителя напряжения, который может выйти из строя даже при кратковременном увеличении входного напряжения

Литература.

1. Забодин Ю.С. Промышленная электроника: Учебник для ВУЗов.-М.: Высш. Школа, 1982.-496с,ил.

2 Ленк Дж. Электронные схемы: Практическое руководство. Перевод с английского-М.: Мир, 1985.-343с.,ил.-(Самодеятельное техническое творчество).

3. Гутников В.С. Пименение операционных усилителей в измерительной технике. Л., «Энергия», 1975.

4. www.dzsc.com.

13