Мультивибратор

Содержание

Введение

1.        Литературный обзор

2.        Анализ технического задания

3.        Синтез структурной схемы

4.        Анализ принципиальной схемы мультивибратора управления разверткой

5.        Выбор элементной базы

6.        Расчет принципиальной схемы мультивибратора управления разверткой по постоянному току

7.        Расчет принципиальной схемы мультивибратора управления разверткой по временному току

8.        Компоновка печатного узла

8.1.     Расчет посадочных мест

8.2.     Расчет на вибропрочность

9.        Расчет надежности мультивибратора управления разверткой

10.     Расчет теплового режима

Заключение

Список используемой литературы

1. Литературный обзор

Для получения импульсов прямоугольной формы широко используются релаксационные генераторы, построенные на основе усилителей с положительной обратной связью. Релаксационные генераторы, в которых положительная обратная связь создается с помощью RC-цепей, называют мультивибраторами. Причем глубина положительной обратной связи остается почти постоянной в широкой полосе частот. Если положительная обратная связь создается с помощью импульсного трансформатора, то такие релаксационные генераторы называют блокинг-генераторами.

Мультивибраторы могут работать в двух режимах: автоколебательном и ждущем.

 В автоколебательном режиме схема имеет два квазиустойчивых состояния, длительность каждого из которых определяется времязадающей цепью.

В ждущем режиме схема имеет одно устойчивое состояние, в котором может находиться неограниченно долго. Под действием короткого запускающего внешнего импульса схема скачком переходит в квазиустойчивое состояние, а затем самостоятельно возвращается в исходное состояние, формируя импульс заданной длительности.

Широкополосность цепи обратной связи является характерным признаком всех генераторов импульсов, причем во всех случаях на частоте w->0 выполняется условие K_y<1. В противном случае устройство превратится в триггер. Это условие свидетельствует о наличии накопителя энергии, уменьшающего петлевое усиление на низких или инфранизких частотах до уровня, при котором невозможно появление устойчивого состояния.

Различают «мягкий» и «жесткий» режимы возбуждения генераторов. При мягком режиме петлевое усиление больше единицы (|K_y|>1), в момент включения напряжения питания. Тогда любые шумы в системе, вызванные случайными факторами, усиливаются и через цепь обратной связи подаются на вход усилителя в фазе, совпадающей с фазой входного сигнала, причем величена этого дополнительного сигнала больше того возмущения, которое вызвало его появление. Соответственно увеличивается выходное напряжение, что приведет к дальнейшему увеличению входного сигнала и т.д. в итоге случайно возникшее возмущение приведет к непрерывному нарастанию выходного сигнала, которое достигло бы бесконечного большого значения, если бы это было возможно. Однако при определенном уровне сигнала начинают проявляться нелинейные свойства электронного усилителя. Коэффициент усиления начинает уменьшаться с увеличением значения сигнала в системе. При выполнении условия K_y=1 амплитуда автоколебаний стабилизируется и автогенератор начинает давать колебания, имеющие постоянную амплитуду.

Жесткий режим возбуждения отличается от рассмотренного тем, что при нем для возникновения автоколебаний необходимо приложить к устройству дополнительный внешний сигнал, не меньший определенного значения. Это связанно с особенностями нелинейности усилительного устройства. В момент включения напряжения питания и отсутствия автоколебаний K_y<1. Поэтому они сами собой возникнуть не могут. Коэффициент усиления К зависит от амплитуды выходного сигнала. Поэтому если на вход усилителя подать дополнительный электрический сигнал, то при определенном его значении начнет выполнятся условие K_y>1. При этом возникнут автоколебания, амплитуда которых будет нарастать и примет стационарное значение примет K_y=1.

Мультивибратор управления разверткой, примененный в осциллографе С1-67, также относится к классу релаксационных генераторов, т.е. генераторов, у которых изменение состояния отдельных приборов происходят в результате процесса регенерации.

2. Анализ технического задания

Разработать мультивибратор управления разверткой осциллографа С1-67 со следующими параметрами.

1.   Напряжение питания U_П1=±10 В, U_П2=+6 В.

2.   Максимальное выходное напряжение U_m=3 В.

3.   Режим работы: ждущий, автоколебательный.

4.   Частота следования импульсов в автоколебательном режиме от 2,0 Гц до 1,0 МГц.

5.   Изменение частоты следования импульсов – дискретное.

6.   Предельное отклонение амплитуды выходного напряжения ±0,5 В.

7.   Амплитуда тока выходных импульсов I_m>=0,5 mA.

8.   Конструкция – печатная плата, установленная внутри осциллографа.

Прибор должен нормально работать в условиях:

1.   Рабочая температура окружающего воздуха от –30 до +50⁰ С.

2.   Предельная температура от –50 до +65⁰ С.

3.   Отн. влажность воздуха до 98% при температуре +35⁰ С.