Перетворювач ємність - тривалість імпульсу (стр. 5 из 5)

.

Для даних опорів враховуючи умову

Ом оберемо стандартні номінали для цих опорів:

С2-23-1,6МОм, Р=0,125Вт, 1%

Проведемо розрахунок меж тривалості вихідних імпульсів в залежності від меж ємності

, (30)

.

, (31)

.

де U_нас-напруга насичення;

С_max – максимальна задана межа ємності;

С_min - мінімальна задана межа ємності.

Отже тривалість імпульсів в залежності від ємності лежатиме у межах: 149мкс...0,149мкс

С_х- конденсатор змінної ємності за допомогою якого ми можемо змінювати режими, але потрібний ще зразковий конденсатор С₀, з яким ми будемо зрівнювати.

Тобто при вимірюванні С_х беруть зразковий конденсатор С_0, так як постійна часу кола розрядки конденсатора τ є інтервал часу, по закінченні якого напруга на конденсаторі змінюється в е раз, то інтервал Δt= τ= С_х·С_0. формується за допомогою зрівнюючого пристрою ЗП.

Тому вибираємо конденсатор С₀ з номіналом ємності в діапазоні 10 нФ....1мкФ, але більшого класу точності. С₀ К77-1-1мкФ,

0,5 %

3.4Розрахунок елементів АМВ

На рисунку 8 зображена схема автоколивального мультивібратора

Рисунок 8 - Схема АМВ

Вхідні дані:

VT1 та VT2 типу КТ315Ж

=(1,2…1,4) , (32)

E_ж=12 (В).

Оскільки наступний каскад має вхідний опір

, то для розрахунку R_1, R₄ скористаємось наступною формулою:

Для даного транзистора з вихідної характеристики транзистора:

при

В знаходимо: мкА, мА

З вхідних характеристик:

при та

Задамося

, (33)

=1,2 (В).

, (34)

(кОм).

Оберемо резистори: R_1, R₄ С2-23-2 кОм, Р=0,125Вт,

1%

Так як мінімальне підсилення за струмом β=1, то:

, (35)

(кОм).

Оберемо резистори: R_2, R₃ С2-23-1 кОм, Р=0,125Вт,

1%

Оберемо конденсатори

С₁=С₂=

, (36)

С₁=С₂=2,4 10^-3 (Ф)

С₁,С₂ К40У-9-0,22 мкФ ,

20%

4. Визначення метрологічних характеристик

Після розрахунку зовнішніх елементів необхідно враховувати неідеальність ОП. При цьому

, , . кОм, Ом. R₆=1,6 МОм R₅=1,6 МОм

Реальний коефіцієнт підсилення реального ОП можна визначити за формулою:

, (37)

.

Визначимо похибку:

, (42)

.

Тобто значення реальної похибки не перевищує значення допустимої похибки, яка є однією із умов завдання:

. Отже, можна зробити висновок, що задана в умові точність витримана.

5. Моделювання одного з вузлів

Для перевірки правильності роботи схеми проведемо моделювання одного в вузлів. Для моделювання оберемо очікуючий мультивібратор, який виступає у ролі перетворювача ємності у тривалість імпульсів. Підставимо всі обрані у процесі розрахунків номінали елементів та знімемо частотні характеристики на виході вузла при різній ємності.

На рисунку 9 зображено модель очікувального мультивібратора в пакеті прикладних програм WorkBench

Рисунок 9 - Модель ОМВ в пакеті WorkBench

На рисунку 10 наведено зміну часового інтервалу при різних значеннях С_х

а

б

Рисунок 10 - зміна часового інтервалу при різних значеннях С_х: а - значення часового інтервалу при заданому значенні ємності, б - значення часового інтервалу при зміні значення ємності на інше, амплітуда при цьому залишається незмінною.

Висновки

В даному курсовому проекті докладно були описані головна мета, основне призначення та області застосування перетворювача ємність-часовий інтервал. Також була розглянута поетапна розробка та розрахунок кожного з елементів схеми, приведені структурні схеми окремих каскадів.

В результаті проведених розрахунків була розроблена структура перетворювача, проведено розрахунок опорів та ємностей, ОП та транзисторів, підібрані елементи та їх номінали, проведено моделювання одного з вузлів схеми електричної принципової, визначені метрологічні характеристики і вирахувано, що похибка перетворення не перевищує 1%.

Графічна частина містить схему електричну принципову, створену згідно стандартів.

Література

1. Терещук Р.М. Полупроводниковые приемно-усилительные устройства.- Киев: Наук.думка, 1988.- 800с.

2. Степененко И.П. Основи мікроелектроніки.- М.: Сов. Радио, 1980 - 456 с.

3. Харовіц П. Н. Мистецтво схемотехніки.- М.: Мир. 1986. – 55 с.

4. Довідник. Вживання інтегральних мікросхем в електронній обчислювальній техніці.- М.: Радіо і зв'язок, 1987. –400 с.

5. Наумов Ю.Е. Інтегральні схеми.- М.:Сов.радио, 1970. –112 с.

6. Никитин В.А. Книга начинающего радиолюбителя.–М.: Патриот, 1991.-464с.

7. Бокуняев А.А. Справочная книга радиолюбителя-конструктора.-М.: Радио и связь,1990. – 624 с.