Начальное питание[править вики-текст]
Однако, если схема
временного хранения и с высокой базы,
длиннее, чем требуется для полной зарядки
конденсаторов, то схема будет оставаться
в стабильном состоянии, как с базы на
0,6 В, и коллекторы на 0 В, и оба конденсатора
разряжаются до −0,6 В. Это может произойти
при запуске без внешнего вмешательства,
если R и С и очень мало.
Защитные компоненты[править вики-текст]
Хотя это и не имеет
основополагающего значения для работы
схемы, диоды, соединенные последовательно
с базой или эмиттером транзисторов, необходимы,
чтобы предотвратить переход база-эмиттер,
их гонят в обратном направлении пробоя,
когда напряжение питания превышает V
EB напряжение пробоя, как правило, около
5 −10 вольт для кремниевых транзисторов
общего назначения.
Схема симметричного
мультивибратора и диаграммы напряжений,
поясняющие его работу, изображены на
рис.1 и 2.
Рис.1. Схема
симметричного Рис.2. Диаграммы напряжений
мультивибратора
Для расчетов
выбираем операционный усилитель типа
К140УД6, который имеет следующие основные
параметры:
= +15±1,5 В; |
|
≥ 1 МОм; |
= –15±1,5 В; |
|
= +11 В; |
≤ 2,5 мА; |
|
= –11 В; |
≤ 200 нА; |
|
≥ 30000; |
≤ 25 нА; |
|
= 1 МГц; |
Uсм = ±10 В; |
|
= 2 В/мкс. |
Условные обозначения параметров
операционного усилителя:
– напряжение источника питания
положительной полярности;
– напряжение источника питания
отрицательной полярности;
– максимальный допустимый
ток операционного усилителя;
– входной ток операционного
усилителя;
– разность входных токов;
– напряжение смещения;
– входное сопротивление;
– максимальное выходное напряжение
положительного уровня;
– максимальное выходное напряжение
отрицательного уровня;
– коэффициент усиления напряжения;
– частота единичного усиления;
– скорость изменения выходного напряжения.
Найдем
коэффициент передачи делителя напряжения
составленного из резисторов
и
по выражению:
, (1)
где
– дифференциальное допустимое напряжение,
В.
Подставив
в (1) численные значения параметров, получим
Коэффициент
передачи делителя напряжения можно определить
как
(2)
Из (2) найдем
отношение сопротивлений
и
.
Подставляя
значение k, получим
Частота
выходного сигнала мультивибратора определяется
по уравнению
, (3)
где
– постоянная времени цепи заряда конденсатора
(рис.1), с.
Из (3) найдем t
.
Подставив
численные значения параметров, получим
с.
Зная t, определим
, приняв значение конденсатора из стандартного
ряда Е24 – 0,47мкф. Тогда
.
Подставив
данные, получим
Ом
Из стандартного
ряда значений Е24 выбираем
кОм.
Определим
мощность и тип резистора
, предварительно определив ток, протекающий
через сопротивление
С учетом
численных значений параметров
А
В соответствии
с (4)
Вт
Тогда тип
резистора
– МЛТ – 0,05 – 6,8кОм±5%.
Из условия
ограничения выходного тока
мультивибратора на допустимом уровне
определим сумму сопротивлений
и
симметричный мультивибратор усилитель
резистор
. (4)
Откуда
.
Подставив
значения параметров, получим
Ом.
Для уменьшения
протекающих токов увеличим сумму сопротивлений
в 10 раз.
Значения
сопротивлений
и
можно найти из системы уравнений
. (5)
Решив систему
уравнений (5), получим, что
Ом;
Ом. С учетом ряда Е24 принимаем
кОм и
кОм.
Определим
мощность резисторов
и
, предварительно найдя ток протекающий
через делитель напряжения
и
:
А
Тогда в
соответствии с (4) мощность резистора
:
Вт.
Мощность
Вт
С учетом
найденных значений выбираем резисторы:
типа МЛТ – 0,01 – 36кОм±5%,
типа МЛТ – 0,01 – 43кОм±5%.
Проверим
правильность найденных параметров. Для
этого аналитически определим максимальный
ток и выходную частоту генератора и при
помощи программы Electronics Workbench построим
модель симметричного мультивибратора.
В соответствии
с выражением (3)
Гц.
Подставляя
в выражение
численные
значения, определяем, что отличие найденной
частоты от заданной частоты мультивибратора
составляет 0,122%. Это является приемлемым
на практике.
Подставляя
численные значения сопротивлений и коэффициента k
в (15), вычисляем выходной ток операционного
усилителя
мА.
Полученное
значение выходного тока меньше 2,5мА, поэтому
найденные параметры удовлетворяют условиям
задания.
На рис.3
представлена схема имитационной модели
симметричного мультивибратора, а на рис.4
диаграммы напряжений.
Рис.3. Модель
симметричного мультивибратора в программной
среде Electronics Workbench
Рис.4. Диаграммы
выходного и емкостного напряжений мультивибратора
Частоту
выходного сигнала определяем, как
Гц
Полученное
при моделировании значение частоты f
свидетельствует о правильности найденных
параметров мультивибратора.
Размещено на Allbest.ru