Проектирование автоматического устройства (стр. 2 из 5)
Длительность импульса равна:
tU2 = (R + R 
)*С * ln
Если период запускающих импульсов Т > tU + tB, то мультивибратор успеет восстановиться.
Для получения почти прямоугольной формы выходных импульсов заторможенного мультивибратора при Т >= tU + t B сопротивление времязадающего резистора R выбирается таким образом:
R < R1вх *[(I1вх * R1вх / U0n) - 1]
1.2 Расчёт заторможенного мультивибратора.
Произведём расчёт заторможенного мультивибратора на ИЛЭ И - НЕ серии К155(стандартной).
Основные параметры серии К155:
| Параметры | Параметры | ||
| I1ВХ, mА | - 0,8 | R1ВХ, кОм | 10 |
| I0ВХ, mА | 0 | R0ВХ, кОм | Ґ |
| E ,В | 4,2 | R , Ом | 200 |
E  ,В | 0 | R , Ом | 0 |
| U , В не менееU ,В не более | 2,4 0,4 | K, не менееUВХ MAX, В | 8 5,5 |
U  ,В | 1,5 | UВХ MIN, В | - 0,4 |
U  ,В | 0,5 | I  MAX, mА | 10 |
U  ,В | 1 | f MAX, МГц | 10 |
| PПОТ, мВт, не более |
Проверяем условие:
R < R1ВХ*[(I 1ВХ * R1ВХ / U0П)-1]-1=666,7(Ом) (1.1)
Uпф/Uзф= 
R=752,38(Ом)R не удовлетворяет условию (1.1)
Берем Uпф/Uзф=0,76 Ю R=633,33(Ом)
Из шкалы номинальных значений берём R=620(Ом)
Найдём ёмкость конденсатора С:
tU2 = (R + R )*С * ln
С =
==
==1,626*10
(Ф) Выбираем С =1,5*10-9 (Ф)
Рассчитаем время восстановления мультивибратора:
tB
(R || R )* С* ln [ 10 + 
] ==(1,613*10
+5*10 )*1,5*10 *ln[10+ 
] ==1,383*10
(c)Общая характеристика:
Резистор: R = 620 Ом, тип МЛТ,
номинальная мощность Р =.........Вт,
предельное напряжение -.........В
Конденсатор: С = 1,5 пФ, тип.......,
предельное напряжение -.........В.
2.Автоколебательный мультивибратор на базе
ИЛЭ И -НЕ.
2.1. Общие сведения. Принцип действия. Методика
расчёта.
Автоколебательный мультивибратор (далее АМ) генерирует последовательность прямоугольных импульсов с заданной длительностью, амплитудой и частотой повторения.
Рассмотрим методику проектирования АМ с перекрёстными резисторно - ёмкостными обратными связями на элементах И – НЕ. В состав мультивибратора входят: два инвертора на двухвходовых ИЛЭ И - НЕ DD1.1 и DD1.2, резисторы R1 и R2, конденсаторы C1 и C 
(рис.2.1).
При использовании m - входовых ИЛЭ И - НЕ ТТЛ (m -1) незадействованных входов подключается к источнику питающего напряжения через резистор 1 кОм или объединяются все m входов (при m
3), т.к. объединение входов при m > 3 приводит к снижению входных сопротивлений элементов (в m раз). При заземлении хотя бы одного из входов ИЛЭ будет постоянно находиться в единичном состоянии.При работе мультивибратора в автоколебательном режиме инверторы DD1.1 и DD1.2 поочерёдно находятся в единичном и нулевом состояниях. Время пребывания инверторов в нулевом или единичном состоянии определяется временем заряда одного из конденсаторов С1 или С2. Если ИЛЭ DD1.1 находится в единичном состоянии, а DD1.2 в нулевом (t =0), то конденсатор С1 заряжен током, протекающим через выход ИЛЭ DD1.1 и резистор R1. Этот ток, как и входной ток ИЛЭ DD1.2,пренебрежимо мал и не оказывает существенного влияния на процесс заряда конденсатора. По мере заряда конденсатора C1, входное напряжение UВХ2 инвертора DD1.2 уменьшается по экспоненциальному закону с постоянной времени t1 , стремясь к нулевому уровню. Когда напряжение UВХ2 достигнет порогового напряжения U , ниже которого дальнейшее уменьшение входного напряжения приводит к уменьшению выходного напряжения инвертора ТТЛ, в мультивибраторе развивается регенеративный процесс, при котором состояния элементов DD1.1 и DD1.2 изменяются на противоположные (t = t1). Скачкообразное уменьшение выходного напряжения UВЫХ1 вызывает уменьшение входного напряжения UВХ2, что приводит к быстрому разряду конденсатора C1, а затем к его перезаряду вытекающим током DD1.2 через резистор R1. Входное напряжение UВХ2 при этом возрастает до значения UВХ(t 
), определяемого моментом окончания процесса заряда конденсатора C2 с постоянной времени t2 в противоположной ветви мультивибратора (t= =t2).
Таким образом, процессы периодически повторяются, и на выходах ИЛЭ DD1.1 и DD1.2 формируется два изменяющихся в противофазе импульсных напряжения с длительностями t U1 и t U2.
Так как на протяжении всего времени заряда конденсатора С2 (С1) и перезаряда конденсатора С1(С2) ИЛЭ DD1.2 (DD1.1) должен находится в единичном состоянии, его входное напряжение UВХ2(UВХ1) не должно превышать порогового уровня U , следовательно, сопротивление времязадающего резистора R1 (R2) должно быть достаточно малым. При этом необходимо вычислить минимальное и максимальное значение резисторов R1 и R2.
Максимально допустимое значение резистора вычисляется по следующему неравенству:
R < R1ВХ *[( I1ВХ * R1ВХ / U ) - 1] - 1 (2.1)
Если при выборе сопротивления навесных резисторов R1 и R2 ограничиваться выражением (2.1), то при определённых условиях в мультивибраторе может наступить жёсткий режим возбуждения, когда после включения источника питающего напряжения оба инвертора оказываются в единичном состоянии. Для устранения такого режима необходимо выполнить условие:
R > R1ВХ * [( I1ВХ*R1ВХ / U - 1] - 1 (2.2)
При выполнении (2.2) рабочие точки обоих ИЛЭ оказываются на динамических участках передаточных характеристик и, следовательно, даже небольшое различие в коэффициентах усиления К приводит к одному из двух квазиустойчивых состояний, когда на выходе одного ИЛЭ устанавливается высокий уровень выходного напряжения, а на выходе другого — низкий. Самовозбуждение мультивибратора в этом случае будет мягким.
Длительности импульсов на выходе мультивибратора можно определить по следующим выражениям:
t 
(R1 + R1ВЫХ)*С1*ln
