«Электроника и основы схемотехники» (стр. 2 из 3)

x = Um / Eп.

Если подставить значение Um в выражение для коэффициента использования напряжения источника питания, получим

x =

.

Из полученного выражения для коэффициента нелинейности следует, что чем лучше линейность пилообразного напряжения, тем меньше амплитуда напряжения ГЛИН. Например, если напряжение источника питания 10 В, для получения коэффициента нелинейности g = 1 % амплитуда напряжения импульсов ГПН не должна превышать 0,1 В.

Для повышения коэффициента использования напряжения питания при малых значениях коэффициента нелинейности применяются стабилизаторы постоянного тока (ГСТ). Действительно, из выражения для g видно, что при обеспечении постоянства тока заряда (для линейно падающего напряжения - тока разряда) iн = iк, следовательно ®g0.

Схема простого генератора пилообразного напряжения со стабилизатором тока в цепи разряда конденсатора показана на рис. 4, а. Заряд конденсатора осуществляется через транзистор VT1 и сопротивление Rк. За время заряда напряжение на конденсаторе достигает практически напряжения источника питания. Когда приходит на базу транзисторов нулевой уровень, первый транзистор закрывается, а транзистор VT2 переходит в режим генератора стабильного тока (ГСТ) и через него протекает стабильный постоянный ток разряда конденсатора (рис. 4, б).

При определении коэффициента нелинейности импульсов этого генератора пилообразного напряжения необходимо учитывать влияние сопротивления нагрузки Rн на процесс разряда конденсатора. Ток через сопротивление нагрузки обусловлен напряжением на конденсаторе и в конце разряда он равен нулю, так как к концу разряда Uc = 0. С учетом высказанных соображений можно получить выражение для коэффициента нелинейности ГПН с генератором стабильного тока.

.

Из полученного выражения следует, что для уменьшения g желательно использовать высокоомные нагрузки или же уменьшать амплитуду импульса сигнала.

Проработка научно-технической литературы и обоснование выбора.

Существующая литература по генераторам линейно-изменяющегося напряжения весьма многочисленна и может быть разделена на три группы. Во-первых, это учебно-справочная литература по импульсной технике, в которой описаны лишь основные классические схемы генераторов линейно-изменяющегося напряжения чаще всего ориентированные в основном на устаревшую элементную базу и характеризующуюся узкими функциональными возможностями. Во-вторых – это научно - техническая литература в которой в которой рассматриваются генераторы линейно-изменяющегося напряжения специального применения, например, в телевидении. К третьей группе можно отнести периодическую печать, описания к авторским свидетельствам и патентам, другие узко специализированные издания, пользование которыми затруднено.

Одним из наиболее полезных источников при рассмотрении данной темы является справочник Б. С. Гершунский “Справочник по расчету электронных схем ”, в котором приведены сведения о расчете наиболее распространенных современных схем генераторов линейно-изменяющегося напряжения, а также изложены основные этапы проектирования электронных устройств.

В учебном пособии для вузов “Электроника ” есть широкий выбор схем, рассмотрены основы теории электронных схем, но этот источник характеризуется достаточно строгим изложением основных положений электроники.

Бондарь В А “Генераторы линейно-изменяющегося напряжения ”. В этой книге приводится классификация генераторов линейно изменяющегося напряжения . Рассмотрены генераторы с положительной, отрицательной и комбинированными обратными связями, а также схемы с независимой компенсацией нелинейности , выполненные на современной элементной базе. Излагается методика инженерного расчета, даются рекомендации по выбору типов используемых элементов.

В следующем источнике – Хоровиц П., Хилл У.”Искусство схемотехники ”приведены наиболее интересные технические решения, внимание читателя сосредотачивается на тонких аспектах проектирования и применения электронных схем. Он посвящен быстро развивающимся областям электроники и характеризуется многообразием электронных схем.

Справочник Четвертков, Дубровский, Иванов “Резисторы” 1991г содержит основные электрические и эксплуатационные характеристики резисторов. Даны рекомендации по выбору и применению резисторов в аппаратуре. Основное внимание уделено новым типам резисторов, представляющих широкие серии по диапазонам номинальных сопротивлений, мощностей и другим параметрам.

Справочное пособие А И Аксенов, А В Нефедов “Резисторы. Конденсаторы ”; 2000г представляет собой систематизированные в табличной форме информационно–справочные материалы по параметрам и характеристикам резисторов и конденсаторов от условного обозначения до иллюстраций корпуса прибора. Для удобства поиска конкретного типа изделия справочник содержит алфавитный указатель всех изделий с указанием страниц где размещена информация на указанное изделие.

В справочном пособии А И Аксенова, А В Нефедова “Отечественные полупроводниковые приборы ” 2000г данные систематизированы в табличной форме в алфавитно-цифровой последовательности по основным электрическим параметрам и конструкторскому исполнению на отечественные транзисторы. Характеризуется удобной формой поиска и восприятия информации.

При оформлении курсового проекта были использованы “Методические указания по оформлению курсовых и дипломных проектов для студентов специальностей 210300 – “Роботы и робототехнические системы”, 220200–“Автоматизированные системы обработки информации и управления”, 210100- “Управление и информатика в технических системах”/УГАТУ, Валеева Р. Г, Старцев Ю В, 1997.

Названы далеко не все источники литературы по генераторам линейно-изменяющегося напряжения. Но даже этот список дает возможность представить широкий спектр литературы по данному вопросу.

Техническое задание

Спроектировать генератор линейно – изменяющегося напряжения со следующими параметрами:

- время прямого хода t_р=30 мкс;

- время обратного хода t_о =20 мкс;

- амплитуда Umax = 9 В;

- коэффициент нелинейности e =0,4%

В результате расчетов определить параметры элементов схемы генератора.

Выбор принципиальной схемы генератора линейно-изменяющегося напряжения

Генератор пилообразного напряжения построим по схеме, приведенной на рисунке 1. Обозначения соответствуют схеме электрической принципиальной 5093.036000.000 Э3.