Задание 3 – Электронные генераторы

В соответствии с таблицей 3.1 выполните следующие задания:

1) Начертите схему генератора заданного варианта.

2) Рассчитайте параметры элементов схемы генератора.

3) Постройте временные диаграммы работы: для RC- генератора – Uвых, для мультивибратора – по аналогии с рисунком 3.4 (диаграммы строятся в масштабе по осям напряжения и времени, и синхронно во времени).

4) Кратко опишите работу генератора.

5) Постройте временные диаграммы, отражающие работу генератора при увеличении (для нечетного номера варианта) или при уменьшении (для четного) сопротивления резистора R в 2 раза для RC- генератора и R2 в 2 раза для мультивибратора. Проанализируйте работу генератора с изменённым значением сопротивления резистора.

Таблица 3.1 – Варианты заданий для расчёта схемы генератора

Мультивибраторы–это генераторы сигналов прямоугольной формы.

Мультивибратор в подавляющем большинстве случаев выполняет функцию задающего генератора, формирующего запускающие входные импульсы для последующих узлов и блоков в системе импульсного или цифрового действия.

На рисунке 3.1 приведена схема симметричного мультивибратора на ИОУ.

Рисунок 3.1 – схема симметричного мультивибратора

Мультивибратор симметричный, так как время импульса прямоугольного импульса равно времени паузы:

t_имп = t_паузы (3.1)

ИОУ охвачен положительной обратной связью – цепь R1, R2, действующей одинаково на всех частотах. Напряжение на неинвертирующем входе постоянно и зависит от сопротивления резисторов R1, R2.

Входное напряжение мультивибратора формируется при помощи ООС через цепочку RC.

Уровень напряжения на выходе изменяется с +Uнас на -Uнаси обратно.

Напряжение на неинвертирующем входе постоянно и равно:

±Uн = γUвых = γ±Uнас(3.2)

Диаграмма работы мультивибратора:

Рисунок 3.2 – диаграммы работы симметричного мультивибратора

Если напряжение выхода Uвых = +Uнасконденсатор заряжается и напряжение Uс, действующее на инвертирующем входе возрастает по экспоненциальному закону.

При равенстве Uн = Uспроизойдёт скачкообразное изменение выходного напряжения Uвых = -Uнас, что вызовет перезаряд конденсатора.

При достижении равенства -Uн = -Uсснова произойдёт изменение состояние Uвых. Процесс повторяется.

Изменение постоянной времени RC-цепи приводит к изменению времени заряда и разряда конденсатора, а значит и частоты колебаний мультивибратора.

Кроме того, частота зависит от параметров ПОС и определяется по формуле:

(3.3)