톱니 전압은 시간에 비례하여 증가하다가 급격히 감소하는 전압입니다. 무화과에. 46, 상승 시간을 갖는 이상적인 톱니 전압을 보여줍니다. t 아웃그리고 가을 시간 t sp, 0과 같습니다. 그러한 긴장의 시기가 분명하다. 상승 시간과 동일합니다. 실제 톱니파 전압 발생기는 선형적으로 증가하지 않는 전압을 가지며 감쇠 시간은 0이 아닙니다(그림 46, ).

톱니 전압은 음극선 장치에서 전자빔을 스캔하는 데 사용됩니다.

쌀. 46. ​​이상적인 (a) 및 실제 (b) 톱니 전압의 변화 곡선

용량 성 제어 트랜지스터 톱니 전압 발생기의 작동을 고려하십시오. 피드백(그림 47).

쌀. 47. 톱니 전압 발생기 회로

발전기는 다이오드를 통해 음극의 펄스에 의해 제어됩니다. VDI.원래 상태트랜지스터 VT1 EMF 소스에서 공급되는 양의 전압에 의해 잠깁니다. 이 배저항을 통해 R2,다이오드 VDI그리고 저항 R1.콘덴서 에서통해 청구 R K , R 1,VDI그리고 R2전압까지 예 케.제어 펄스가 인가되면 다이오드 VD1잠겨 있습니다. 트랜지스터 VTI베이스에 대한 전압이 이제 저항을 통해 공급되기 때문에 열립니다. 아르 자형.개방 트랜지스터를 통한 커패시터의 방전이 시작됩니다. 트랜지스터의 잠금을 해제하는 순간 베이스와 컬렉터의 전위가 갑자기 감소합니다. 컬렉터와 베이스 사이의 용량성 피드백은 커패시터 방전 전류를 거의 변하지 않게 유지합니다.

제어 펄스가 끝나면 다이오드가 잠금 해제되고 트랜지스터는 EMF 소스 전압에 의해 닫힙니다. 이 배커패시터가 충전되기 시작합니다 에서.

커패시터의 완전 방전을 보장하고 톱니 전압의 최대 진폭을 얻기 위해 제어 펄스의 지속 시간은 비율에 따라 선택됩니다.

τ = (1,1 – 1,2)해상도

어디 해상도- 커패시터 방전 시간.

톱니 전압의 주파수는 방전 회로의 매개변수에 의해 결정되고 트랜지스터의 주파수 특성에 의해 제한됩니다.

  • 발생기는 트리거 펄스에 의해 톱니 전압 펄스 반복 주기가 결정될 때 자기 여기 모드 또는 대기 모드에서 작동할 수 있습니다.

    톱니 전압을 전기 진동(펄스)이라고 하며, 이는 에너지원을 변환하여 생성됩니다. 직류전기 진동의 에너지로.

    전압 톱니- 이것은 일정 시간 동안 시간에 비례하여(선형적으로) 증가하거나 감소한 다음 원래 수준으로 돌아가는 전압입니다(그림 1).

  • 쌀. 1. PN의 매개변수

    톱니 전압은 선형으로 증가하거나 선형으로 감소할 수 있으며 주요 매개변수가 특징입니다.

    직접(작업) 기간 그리고 반전

    출력 전압 진폭

    반복 기간 T

    엔트리 레벨 U 0

    선형 법칙에 따라 변화하는 전압에서 실제 톱니 전압의 편차 정도를 특성화하는 비선형성 계수 E.

  • V max = at t=0 및 V min = at t= t pr - 정방향 스트로크의 시작과 끝에서 각각 톱니 전압의 변화율.

    실제 구현에 관계없이 모든 유형의 GPN은 단일 등가 회로로 표시될 수 있습니다(그림 2).

    그것은 전원 공급 장치 E, 전원 공급 장치의 내부 저항으로 간주 될 수있는 충전 저항 R, 커패시터 C - 에너지 저장 장치, 전자 열쇠닫힌 키의 내부 저항과 동일한 저항을 갖는 K 및 방전 저항 r.

  • 쌀. 2. GPN의 등가회로

  • 원래 상태의 키 에게 커패시터에 폐쇄 및 설치 첫 번째 수준전압

  • 스위치가 열리면 커패시터는 방전 저항을 통해 방전을 시작합니다. 아르 자형 그리고 그 양단의 전압은 기하급수적으로 변합니다.

    ,

    어디
    는 커패시터 충전 회로의 시정수입니다.

    현재 비선형성 계수의 값이 작고 부하 저항에 대한 의존성이 미미한 GPN은 통합 증폭기를 기반으로 생성됩니다.

    연산 증폭기를 기반으로 하는 생성기는 일반적으로 적분기 회로에 따라 구축됩니다(작은 비선형성 계수 및 저저항 부하용).

    제안 된 계획과 작업 다이어그램은 그림 2와 같습니다.

  • 이 회로에서 출력 전압은 커패시터 C 양단의 연산 증폭기 증폭 전압입니다. 연산 증폭기는 (R1, R2, 소스 E 0) 및 (R3, R4, 소스 E 3) 모두에 의해 덮여 있습니다. GPN의 작동은 트랜지스터 VT1을 사용하여 제어됩니다.

    GPN의 작동은 트랜지스터 VT 1의 키 장치(KU)를 사용하여 제어됩니다.

    핵심 장치는 양극성 펄스로 제어되는 바이폴라 트랜지스터에서 구현될 수 있습니다.

    트랜지스터(KU)는 양의 반주기 U in으로 포화(개방)되고 음의 반주기는 차단 모드(닫힘)에 있는 반면 톱니 전압 전면은 음의 펄스가 작용할 때 형성됩니다. 입력(KU). 입력 펄스 사이의 일시 중지에서 트랜지스터가 닫히고 커패시터에 전류가 충전됩니다. 소스 E에서 저항 R3.

    전압 커패시터에 형성된 , 비반전 입력에서 이득으로 선형 모드에서 작동하는 연산 증폭기의 비반전 입력에 공급됩니다.

    결과적으로 증폭기의 출력에서 ​​전압이 생성됩니다.
    , 그리고 저항 R4에서 - 전압은 다음과 같습니다.

    ,

    전류를 생성하는 전류와 같은 방향으로 커패시터를 통해 흐른다. .

    따라서 입력 펄스 사이의 일시 중지에서 커패시터 충전 전류는 다음과 같습니다.

    .

    커패시터가 충전됨에 따라 전류 감소하고 커패시터 양단과 연산 증폭기의 입력에서 전압이 증가합니다. 반전 입력에서의 이득이 1보다 크면 저항 R4 양단의 전압과 저항 R4를 통해 흐르는 전류 도 증가하고 있습니다. 게인을 선택할 때 톱니 전압의 높은 선형성을 확보할 수 있습니다.

  • 씨의 작품

  • 역 스트로크의 필요한 지속 시간을 형성하기 위해 회로의 예를 사용하여 GPN의 작동을 고려해 보겠습니다. 트랜지스터 VT 1의 이미 터 회로를 저항 R6으로 보완합니다. 저항 R5는 포화 모드에서 트랜지스터의 기본 전류를 제한합니다. 이 계획에서 발생하는 프로세스를 고려하십시오. 지속 시간 펄스가 입력에서 작동하도록 하십시오. , 트랜지스터의 잠금 해제로 이어집니다. 트랜지스터의 개방 접합에서 약간의 전압 강하 조건에서 초기 시간에 커패시터 양단의 전압은 저항 R6 양단의 강하와 거의 같습니다.

    . (1)

    피드백으로 인해 트랜지스터의 컬렉터 전류는

    . (2)

  • 차례로, 해당 저항을 통한 전류는 다음 식에 의해 결정됩니다.

    ,
    . (3)

    펄스 진폭 제어 보다 커야 합니다

    . (4)

    동시에, 회로의 출력에는 다음과 같은 일정한 전압 레벨이 있습니다.

    . (5)

    시점에서 트랜지스터가 꺼지고 커패시터가 충전되기 시작합니다. 회로에서 발생하는 프로세스는 다음 방정식으로 설명됩니다.

    ,

    ,

    . (6)

    (6)에서 우리는

  • 표기법을 소개하자면
    ,
    ,
    , 결과 방정식은 다음과 같이 다시 작성할 수 있습니다.

    . (7)

    이것은 해가 다음 형식을 갖는 비균일 1계 미분 방정식입니다.

    . (8)

    초기 조건(1)에서 적분 상수를 찾습니다. 왜냐하면 시간의 초기 순간에
    , 그 다음에
    , 따라서 (8)은 다음과 같이 쓸 수 있습니다.

    .

      그런 다음 출력 전압은 법칙에 따라 변경됩니다.

      (9)

      여기
      이전과 같은 의미입니다.

      작동 스트로크 후 시스템 출력의 전압은 값과 같아야하기 때문에
      , 어디
      는 톱니 전압의 진폭이고 시간에 대해 (9)를 풀면 다음을 얻습니다.

      . (10)

      방전 회로와 유사하게 다음을 고려합니다.
      그리고
      .

    1. 계획 계산.

    2. 을 위한 올바른 작동회로는 반전 입력 이득이 1보다 커야 합니다. 허락하다
      , 공칭 값이 20kOhm인 저항 R2를 선택한 다음 R1 = 10kOhm을 선택합니다.

      비반전 입력에 대한 이득을 계산합니다.

      0.3%의 비선형성 계수를 제공해야 하며 커패시터 전하의 시간 상수는 값보다 작지 않아야 합니다.

    3. 그러면 출력 전압이 법칙에 따라 변경됩니다.

    4. ,

      그래서 물어보면
      ㄴ 그럼
      = 1067

      트랜지스터 회로의 공급 전압이 15V이면 K \u003d \u003d \u003d 0.014입니다.

      이전에 얻은 표기법을 고려하여 저항 R3과 R4의 저항 비율을 계산합니다.

      .

      트랜지스터 R3 = 10kOhm의 컬렉터 회로에서 저항을 설정하면 R4 = 20kOhm이 됩니다.

      차례로, c 따라서 커패시터의 커패시턴스는 약 224pF가 될 것이며 220pF를 선택합니다.

      방전 회로 계산을 진행해 보겠습니다. 방전 회로의 경우 사실입니다.

      . (13)

      (11)의 공식을 (13)에 대입하고 R6에 대해 풀고 다음을 얻습니다.

      .

      따라서 숫자 값을 대체할 때 R6 \u003d 2 mOhm입니다.

      반환 시간에 대한 표현식 가져오기

      , (11)

      어디
      ,
      ,
      .

      식 (9)를 시간에 대해 미분하고 C1을 곱하면 전압 비선형성 계수는 ​​다음 공식에 의해 결정됩니다.

      피 / ,어디 =RC

      수행 된 연구를 기반으로 매개 변수 계산 및 회로 요소 선택을 진행합니다.

      저항 R6을 통해 트랜지스터가 열리는 순간에 흐르는 전류는 다음 추론에 따라 추정됩니다. 스위칭하는 순간 커패시터의 모든 전압이 저항에 적용되므로 전류가 흐릅니다.
      UA.

      키로 KT342B와 같은 적절한 매개 변수가 있는 트랜지스터를 사용할 수 있습니다. 기본 전류를 제한하는 저항 R5는 약 1kOhm을 선택합니다. 최대 컬렉터 전류가 50mA이고 전류 이득이 200이므로 기본 포화 전류는 250μA이므로 저항 양단의 전압은 0.25V가 됩니다. 기본 이미 터 포화 전압이 1V라고 가정해 보겠습니다. R6에 추가된 R3 및 R4를 통해 흐르는 최대 전류에서 저항 R6의 전압 강하는 6.08V가 됩니다. 따라서 트랜지스터를 안정적으로 잠금 해제하고 열린 상태로 유지하려면 진폭 8V의 펄스가 필요합니다.


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    교육, 과학 및 청소년 정책학과

    보로네시 지역

    GOBU SPO VO "보리소글렙스크 산업 정보 기술 대학"

    코스 프로젝트

    분야: "디지털 장치 설계"

    주제: "톱니 전압 발생기"

    보리소글렙스크 2015.

    소개

    오늘날 텔레비전 수신기는 무선 전자 장비의 세계에서 큰 위치를 차지합니다. 텔레비전은 라디오 전자 제품의 가장 넓은 영역입니다. 이제 모든 가정에 TV가 있으며 가장 기본적인 정보 출처입니다. 텔레비전 수신기를 설계할 때 라디오 전자 제품의 수십 가지 과학 및 주제와 일치합니다. 그리고 주요 과학 중 하나는 "펄스 기술"과 주제 "톱니 전압 또는 전류 발생기"입니다. TV에서는 수평 및 수직 스캐너입니다. 톱니 전압 발생기(SPG)는 오실로스코프 스위퍼에도 사용됩니다. 이 유형의 발전기는 다양한 사무 장비의 수리, 설정 및 조정에도 사용됩니다. 코스 프로젝트 "톱니 전압 발생기"의 주제는 매우 중요하고 관련이 있습니다. 이 기기전자 장비 조정자의 모든 작업장에서 필요합니다.

    1 . 톱니 전압 발생기의 아날로그 분석.

    1.1 아날로그 톱니파 전압 발생기 1 분석

    1.1.1 회로도

    첫 번째 아날로그로 트랜지스터의 톱니 전압 생성기를 고려하십시오.

    쌀. 1 - GPN의 개략도

    발전기(그림 1 참조)는 선형성이 좋은 톱니 전압을 제공합니다. 톱니 전압은 커패시터 C2에서 직접 가져옵니다. 저항 R2에서 커패시터가 방전되는 순간 동기화에 사용할 수 있는 펄스가 나타납니다.

    1.1.2 GPN 회로의 작동 원리

    이미 터 회로에 저항 R1이있는 발전기의 트랜지스터 T1은 출력 저항이 수 메가 옴과 같은 전류 소스입니다. 이 소스의 전류는 커패시터 C2를 충전합니다.

    전류 소스의 큰 출력 임피던스로 인해 충전 전압의 우수한 선형성이 보장됩니다.

    커패시터 C2 양단의 전압이 단접합 트랜지스터 T2가 열리는 값에 도달하면 커패시터가 빠르게 방전됩니다.

    발진 반복 주파수는 저항 R3(커패시터 C2의 충전 전류 조정)에 의해 제어됩니다. 이 주파수는 트랜지스터 T2가 열리는 전압과 충전 전류가 비례적으로 변화하여 반복 주파수에 대한 서로의 영향을 보상하기 때문에 공급 전압의 변동에 의존하지 않습니다.

    톱니 전압은 커패시터 C2에서 직접 가져옵니다. 저항 R2에서 커패시터가 방전되는 순간 동기화에 사용할 수 있는 펄스가 나타납니다.

    다이어그램에 표시된 부품의 정격으로 반복 주파수는 0.1-4kHz 내에서 변할 수 있습니다. 톱니 전압의 스윙은 10V이고 클록 펄스의 진폭은 5V입니다.

    1.1.3 GPN의 기능 다이어그램

    회로도를 분석하면 기능적으로 3개의 주요 부분으로 나눌 수 있습니다.

    쌀. 2 - 회로도의 일부

    쌀. 3 - GPN의 기능 다이어그램

    RFK - 발진 주파수 조정

    IT - 출력이 있는 전류 소스. 수 MΩ의 저항

    1.2 톱니 전압 발생기의 아날로그 분석마이크로컨트롤러에

    1.2.1 GPN의 개략도

    표시기의 개략도는 다음과 같습니다.

    쌀. 4 - GPN의 개략도

    1.2.2 GPN의 작동 원리

    톱니 전압은 커패시터 C1에 형성되며, 충전 전류는 저항 R1-R2와 전류 미러 VT1-VT2의 트랜지스터 매개 변수에 의해 결정됩니다. 충전 전류 소스의 다소 큰 내부 저항으로 인해 출력 전압의 높은 선형성을 얻을 수 있습니다(아래 사진, 수직 스케일 10V/div).

    기초적인 기술적 문제이러한 회로에는 커패시터 C1의 방전 회로가 있습니다. 이를 위해 일반적으로 단접합 트랜지스터, 터널 다이오드 등이 사용되는데, 위의 회로에서 방전은 마이크로컨트롤러에 의해... 이것은 장치를 쉽게 설정하고 작동 논리를 변경하기 때문입니다. 회로 요소의 선택은 마이크로컨트롤러 프로그램의 적응으로 대체됩니다.

    쌀. 5 - GPN 펄스의 오실로그램

    C1의 전압은 마이크로컨트롤러 DD1에 내장된 비교기에 의해 모니터링됩니다. 비교기의 반전 입력은 R6-VD1의 기준 전압 소스에 대한 반전 입력이 아니라 C1에 연결됩니다. C1의 전압이 기준 값(약 3.8V)에 도달하면 비교기 출력의 전압이 5V에서 0으로 점프합니다.

    이 순간은 소프트웨어에 의해 모니터링되며 마이크로 컨트롤러의 GP1 포트가 입력에서 출력으로 재구성되고 로직 0 레벨이 공급됩니다.결과적으로 커패시터 C1은 개방 트랜지스터를 통해 접지로 단락됩니다. 항구의 그리고 오히려 빨리 배출합니다. 다음 사이클이 시작될 때 C1 방전이 끝나면 GP1 출력이 다시 입력으로 구성되고 5V 진폭의 GP2 출력에서 ​​짧은 직사각형 동기 펄스가 생성됩니다.

    쌀. 6- 인쇄 회로 기판 GPN 도착 옆

    방전 및 동기화 펄스의 지속 시간은 소프트웨어에 의해 설정되며 넓은 범위에 걸쳐 달라질 수 있습니다. 마이크로컨트롤러는 4MHz의 주파수에서 내부 발진기에 의해 클럭됩니다. 저항 R1 + R2를 1K - 1M 내에서 변경하면 지정된 커패시턴스 C1에서 출력 펄스의 주파수가 약 1kHz에서 1Hz로 변경됩니다.

    C1의 톱니 전압은 연산 증폭기 DA1에 의해 공급 전압 레벨까지 증폭됩니다. 원하는 출력 전압 진폭은 저항 R5에 의해 설정됩니다. 연산 증폭기 유형의 선택은 44V 소스에서의 작동 가능성 때문입니다.

    연산 증폭기에 전원을 공급하는 40V의 전압은 다음으로 연결된 DA2 칩의 펄스 변환기를 사용하여 5V에서 얻습니다. 표준 체계그녀의 데이터 시트에서. 변환기의 작동 주파수는 1.3MHz입니다.

    발전기는 32x36mm 크기의 보드에 조립됩니다.

    모든 저항과 대부분의 커패시터는 크기가 0603입니다. 예외는 C4(0805), C3(1206) 및 C5(탄탈, 프레임 A)입니다. 저항 R2, R5 및 커넥터 J1은 보드의 뒷면에 설치됩니다(그림 6).

    쌀. 7 - GPN 직원의 인쇄 회로 기판. 옆

    이 회로의 주파수 상한은 방전 시간 C1에 의해 제한되며, 이는 차례로 포트의 출력 트랜지스터의 내부 저항에 의해 결정됩니다. 방전 프로세스의 속도를 높이려면 별도의 저저항 MOSFET을 통해 C1을 방전하는 것이 바람직합니다.

    이 경우 방전에 대한 소프트웨어 지연 시간을 크게 줄일 수 있으며 이는 완전 방전커패시터 및 그에 따라 톱 출력 전압이 거의 0V로 떨어집니다.

    발전기의 동작을 안정시키기 위해서는 VT1-VT2와 같이 하나의 패키지에 2개의 PNP 트랜지스터를 조합하여 사용하는 것이 바람직하다. 생성된 펄스의 낮은 주파수(1Hz 미만)에서 전류 생성기의 최종 저항이 영향을 받기 시작하여 톱니 전압의 선형성이 저하됩니다. 이미 터 VT1 및 VT2에 저항을 설치하여 상황을 개선할 수 있습니다.

    1.2.3 GPN의 기능 다이어그램

    회로도를 분석하면 기능적으로 4개의 주요 부분으로 나눌 수 있습니다.

    쌀. 8 - GPN 회로도의 기능적 부분

    발전기 전압 마이크로컨트롤러 표시기

    회로(GPN) 분석을 기반으로 장치의 기능 다이어그램을 작성할 수 있습니다.

    쌀. 9 - GPN의 기능 다이어그램

    FPN - 톱니 전압 셰이퍼

    M - 마이크로컨트롤러

    UN - 전압 증폭기

    IP - 펄스 변환기

    2 . 구조적 기능도 개발디지털 기기

    2.1 기능 다이어그램의 구성

    기존 장치의 분석을 기반으로 자체 계획을 세웁니다. 기능 다이어그램은 다음과 같습니다.

    쌀. 10 - GPN의 기능 다이어그램

    DN - 전압 분배기

    TG - 슈미트 트리거

    DC - 다이오드 저항 회로

    IT - 통합업체

    2.2 에프장치의 기능적 부분

    전압 분배기

    쌀. 11 - 전압 분배기

    전압 분배기는 2개의 저항 R1 및 R2로 구성됩니다. 전압 분배기의 공급 전압의 절반은 연산 증폭기 DA1의 반전 입력과 연산 증폭기 DA2의 직접 입력에 공급됩니다. 추가 전원 공급 장치가 필요하지 않습니다.

    슈미트 트리거

    슈미트 트리거는 연산 증폭기에 조립됩니다. 그리고 톱니형 전압 셰이퍼의 역할을 합니다.

    쌀. 12 - 슈미트 트리거

    다이오드 저항 회로

    다이오드 저항 회로의 도움으로 펄스의 원하는 모양과 주파수를 설정할 수 있습니다.

    쌀. 13 - 다이오드 저항 회로

    적분기는 연산 증폭기에 조립됩니다.

    쌀. 14 - 통합자

    3 . 톱니 전압 발생기의 개략도

    3.1 GPN 생성기의 개략도

    위에서 설명한 기능 단위를 기반으로 GPN 생성기의 개략도를 작성할 수 있습니다.

    쌀. 15 - GPN의 개략도

    다이어그램의 요소

    R1, R2 - 전압 분배기

    R4, R5, D1, D2 - 다이오드 저항 회로

    R6 - 그것의 도움으로 회로는 피드백으로 덮여 있습니다.

    C1 - 피드백 커패시터

    C2 - 필터

    3.2 GPN 체계에 대한 설명

    이 톱니형 전압 발생기는 다양한 회로, 예를 들어 PWM, 스윕 발생기, 전압 비교, 시간 지연 및 펄스 확장 장치에 사용할 수 있습니다.

    발진기 회로는 그림 15에 나와 있습니다. 이것은 DA1 연산 증폭기의 슈미트 트리거와 DA2 연산 증폭기에 조립된 적분기로 구성됩니다. 두 연산 증폭기는 다이오드 저항 회로 D1, D2, R4, R5를 통해 직렬로 연결되며 저항 R6을 사용하여 회로가 피드백으로 덮여 있습니다.

    공급 전압의 절반은 저항 R1, R2에 수집된 전압 분배기에서 연산 증폭기 DA1의 반전 입력과 연산 증폭기 DA2의 직접 입력에 공급되므로 하나의 전원으로 사용할 수 있습니다.

    요소 등급

    3.3 GPN의 작동 원리

    전원이 켜지면 커패시터 C1이 방전되고 D2R5 회로를 통해 충전이 시작되고 저전압이 설정된 증폭기 DA1의 출력은 커패시터 C1의 다른 단자가 출력에 연결됩니다 전압이 상승하는 연산 증폭기 DA2. 이 전압이 슈미트 트리거 DA1의 스위칭 임계값에 도달하자마자 트리거가 전환되고 출력에서 ​​특정 전압이 설정됩니다. 이 출력은 다이오드 D1과 저항 R4를 통해 먼저 방전된 다음 커패시터 C1을 a로 충전합니다. 다른 극성. 또한 프로세스가 반복되고 회로는 자체 발진 모드로 들어갑니다.

    커패시터 C1의 충방전이 일어나는 저항 R4와 R5는 서로 다른 값을 가지므로 커패시터를 충전하고 방전하는 시간은 각각 다를 것이고, 연산 증폭기 DA1의 출력에서의 톱니 전압 오랫동안 상승하고 빠르게 하락할 것입니다.

    발진 주파수 계산

    발생기의 출력에서 ​​톱니파 신호의 주파수는 다음 공식에 의해 결정됩니다.

    여기서 F는 헤르츠 단위의 주파수입니다.

    R3, R6, R4, R5 - 저항(옴);

    C1은 패럿 단위의 커패시턴스입니다.

    결론

    작업에 따라 필요한 매개 변수를 완전히 충족하는 "톱니 전압 발생기"라는 장치 프로젝트가 개발되었습니다.

    이 장치는 다음으로 구성됩니다.

    DN - 전압 분배기.

    TG - 슈미트 트리거.

    DC - 다이오드 저항 회로.

    IT - 통합업체.

    노드 중 하나에서 RC 회로의 주파수가 계산되었습니다.

    "톱니 발전기"라는 주제에 대한 코스 프로젝트의 목적.

    전압"은 다음과 같은 작업 세트를 해결하여 달성되었습니다.

    기존 유사체 분석.

    개발 블록 다이어그램.

    장치의 개략도 개발.

    작업의 솔루션은 기술 및 참조 문헌과 인터넷 리소스를 사용하여 이루어졌습니다.

    서지

    1. 디렉토리. "집적회로와 그 외국 유사체". Nefedov A.V.의 편집 하에 - M. 라디오소프트. 1994년

    2. 디렉토리. "범용 다이오드, 사이리스터, 트랜지스터 및 미세 회로". 보로네시. 1994년

    3. "전자공학" V.I. Lachin, N.S. 사벨로프. 피닉스 2000

    4. 즈무린 D.N. 시스템 이론의 수학적 기초: Uch. 합의 - 노보체르카스크, 1998.

    5. 생성 및 신호 발생기. 디아코노프 V.A.

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    유사한 문서

      가장 단순한 톱니 전압 발생기의 장치 및 작동 메커니즘. 가장 간단한 GPN의 개략도. 전류 안정기가 있는 장치 분류. 발전기의 개략도 개발. 알고리즘 및 기능 프로그램.

      학기 논문, 2011년 6월 9일 추가됨

      충전 트랜지스터와 전류 안정기가 있는 톱니형 전압 발생기의 특성, 매개변수 및 구성 원리. 바이폴라 및 전계 효과 트랜지스터가 있는 회로의 공급 전압에 대한 출력 신호 진폭의 의존성 조사.

      학기 논문, 2012년 2월 27일 추가됨

      발전기 구성의 원리. 톱니 전압 발생기(SPG)의 회로도 선택 및 정당화. 장치 요소 계산, 유형 및 등급 선택. 전류 안정기를 사용한 GPN 분류, 개별 요소 사용.

      학기 논문, 2012년 6월 29일 추가됨

      충동의 주요 특성. 선형적으로 변화하는 (톱니) 전압의 발생기, 목적 및 범위. 톱니 전압을 선형화하는 방법. 장치 요구 사항. GPN의 주요 특징 및 구성 원리.

      학기 논문, 2013년 8월 7일 추가됨

      전자 컴퓨터 기술입니다. 장치 회로에 대한 설명, 톱니 전압 판타스트론 발생기 계산. 직사각형 펄스의 발생기, 선형적으로 변화하는 전압, 계단식 전압, 사인파 진동.

      2009년 4월 17일에 추가된 논문

      디지털 발진기 설계 아날로그 신호. 장치의 구조, 전기 및 기능 다이어그램, 폴링 버튼 및 발전기 작동에 대한 블록 다이어그램 개발. 역 저항 매트릭스의 전압 형태로 출력되는 분배기 회로.

      학기 논문, 2011년 8월 5일 추가됨

      스윕 생성기의 블록 다이어그램 개발. 발진기 회로. 증폭기의 주요 특성 및 매개변수. 증폭기의 비선형 왜곡. 입력 및 출력 전압. 증폭기의 전력에 의한 이득 계산.

      학기 논문, 2014년 12월 28일 추가됨

      삼각형 신호 발생기 회로. 장치의 개략도. 작품 설명 소프트웨어. 외부 수정으로 구동되는 내부 클록 발진기. 필터 저주파. 외부 클록 생성기 회로.

      학기 논문, 2012년 1월 19일 추가됨

      마이크로 컨트롤러를 기반으로 발전기를 설계하는 기술, 명세서. 선택과 정당화 기술 솔루션. 원리의 발전과 전기 회로장치. VMLAB 패키지의 프로그램 에뮬레이션, 오류 추정.

      학기 논문, 2010년 6월 13일 추가됨

      네트워크 정류기 계산, 전력 섹션, 단일 사이클 변환기 요소 선택. 계산 전치 증폭기, 톱니 전압 발생기. 오류 신호를 비교하고 증폭하는 방식. 보조 전원 공급 장치, 커패시터 커패시턴스.

    이완 발생기의 작동 원리는 커패시터가 저항을 통해 특정 전압으로 충전된다는 사실에 기반합니다. 도달 시 원하는 전압컨트롤이 열립니다. 커패시터는 제어 요소가 닫히는 전압까지 다른 저항을 통해 방전됩니다. 따라서 커패시터 양단의 전압은 기하 급수적으로 증가한 다음 기하 급수적으로 감소합니다.

    링크에서 커패시터가 저항을 통해 어떻게 충전 및 방전되는지 자세히 읽을 수 있습니다.

    다음은 귀하를 위한 자료입니다.

    이완 생성기에서 디니스터의 트랜지스터 아날로그를 사용하는 것이 일반적입니다. 이 생성기의 계산과 정확한 작동에는 엄격하게 정의된 디니스터 매개변수가 필요하기 때문입니다. 산업용 디니스터에 대한 이러한 매개변수 중 일부는 기술 확산이 크거나 전혀 표준화되지 않았습니다. 그리고 엄격하게 아날로그를 만들기 위해 주어진 매개변수어렵지 않습니다.

    톱니 전압 발생기 회로

    이완 생성기는 다음과 같습니다.

    (A1)- 다이오드 사이리스터(dinistor)의 이완 발생기, (A2)- 회로 A1에서 dinistor는 트랜지스터 아날로그로 대체됩니다. 사용된 트랜지스터와 저항 값에 따라 트랜지스터 아날로그의 매개변수를 계산할 수 있습니다.

    저항기 R5작게 선택됩니다(20 - 30 Ohm). 디니스터 또는 트랜지스터가 열리는 순간에 전류를 제한하도록 설계되었습니다. 계산에서 우리는 이 저항의 영향을 무시하고 실제로 전압 강하가 없고 커패시터를 통해 커패시터가 즉시 방전된다고 가정합니다.

    계산에 사용된 디니스터 매개변수는 디니스터의 전류-전압 특성 문서에 설명되어 있습니다.

    [최소 출력 전압, V] =

    [최대 출력 전압, V] =

    저항 R4의 저항 계산

    저항 R4의 경우 두 가지 관계가 충족되어야 합니다.

    [저항 R4, kOhm] > 1.1 * ([공급 전압, V] - [dinistor의 폐쇄 전압, V]) / [유지 전류, mA]

    이것은 커패시터가 방전될 때 dinistor 또는 그 아날로그가 안전하게 잠기기 위해 필요합니다.

    [저항 R4, kOhm] 공급 전압, V] - [ Dinistor 잠금 해제 전압, V]) / (1.1 * [릴리스 전류, mA])

    이것은 커패시터가 디니스터 또는 이와 동등한 것을 잠금 해제하는 데 필요한 전압으로 충전될 수 있도록 하기 위해 필요합니다.

    계수 1.1은 10% 마진을 얻으려는 욕구에서 조건부로 선택되었습니다.

    이 두 조건이 서로 충돌하면 이 사이리스터에 대한 회로의 공급 전압이 너무 낮게 선택되었음을 의미합니다.

    이완 발진기 주파수 계산

    발전기의 주파수를 대략적으로 추정하려면 다음을 고려하십시오. 발진 기간은 디니스터 트리거 전압에 대한 커패시터 충전 시간과 방전 ​​시간의 합과 같습니다. 우리는 커패시터가 즉시 방전되는 것을 고려하기로 동의했습니다. 따라서 충전 시간을 추정해야 합니다.

    두 번째 옵션: R1- 1kOhm, R2, R3- 200옴, R4- 트리머 3kOhm(2.5kOhm으로 설정), 전원 전압- 12V 트랜지스터- KT502, KT503.

    발전기 부하 요구 사항

    이러한 이완 발생기는 출력 전류가 커패시터 충방전 과정에 영향을 미치지 않도록 높은 입력 저항을 갖는 부하로 작동할 수 있습니다.

    [부하 저항, kOhm] >> [저항 R4, kOhm]

    저주파는 장치의 출력에서 ​​지정된 매개변수(모양, 진폭, 신호 주파수)로 주기적인 저주파 전기 신호를 얻도록 설계되었습니다.

    KR1446UD1(그림 35.1)은 범용 이중 연산 증폭기입니다. 이 미세 회로를 기반으로 다양한 목적을 위한 장치, 특히 그림 1에 표시된 전기 진동을 만들 수 있습니다. 35.2-35.4. (그림 35.2):

    ♦ 직사각형 및 톱니 전압 펄스를 동시에 동기식으로 생성합니다.

    ♦ 전압 분배기 R1 및 R2에 의해 형성된 두 연산 증폭기에 대한 단일 인공 중간 지점이 있습니다.

    넓은 히스테리시스 루프(U raCT \u003d U nHT; R3 / R5), 정확하고 안정적인 스위칭 임계값이 있는 두 번째 연산 증폭기의 첫 번째 연산 증폭기를 기반으로 구축되었습니다. 생성 빈도는 다음 공식에 의해 결정됩니다.

    f =———– 그리고 다이어그램에 표시된 액면가에 대해 265Gi에 해당합니다. 에서

    쌀. 35.7. 미세 회로 KR 7446UD7의 핀 배치 및 구성

    쌀. 35.2. 칩에 직사각형 삼각형 펄스 생성기 KR1446UD 7

    공급 전압을 2.5V에서 7V로 변경하면 이 주파수는 1% 이하로 변경됩니다.

    개선 된 것 (그림 35.3)은 직사각형 펄스를 생성하고 그 주파수는 제어 값에 따라 다릅니다.

    쌀. 35.3. 제어 구형파 발생기

    법에 따른 입력 전압

    변경될 때

    입력 전압이 0.1~3V이면 생성 주파수는 0.2~6kHz에서 선형으로 증가합니다.

    KR1446UD5 마이크로 회로(그림 35.4)에서 직사각형 펄스 발생기의 생성 주파수는 적용된 제어 전압 값에서 선형이고 R6 = R7에서 다음과 같이 결정됩니다.

    5V 생성 주파수는 0에서 3700Hz까지 선형적으로 증가합니다.

    쌀. 35.4. 전압 제어 발전기

    따라서 입력 전압이 0.1에서 0.1로 변경되면

    TDA7233D 마이크로 회로를 기반으로 기본 요소를 단일 기반으로 사용, 그림. 35.5, a, 충분히 강력한 펄스()와 전압을 수집할 수 있습니다(그림 1). 35.5.

    발생기(그림 35.5, 6, 상단)는 R1, R2, Cl, C2 요소의 선택에 의해 결정되는 1kHz의 주파수에서 작동합니다. 트랜지션 커패시터 C의 커패시턴스는 신호의 음색과 볼륨을 설정합니다.

    발생기(그림 35.5, b, 하단)는 사용된 각 기본 요소(예: 1000 및 1500pF)에서 커패시터 C1의 커패시턴스를 개별적으로 선택하는 2톤 신호를 생성합니다.

    전압(그림 35.5, c)은 약 13kHz의 주파수에서 작동합니다(커패시터 C1은 100pF로 감소됨).

    ♦ 상위 - 공통 버스에 대해 음의 젤 전압을 생성합니다.

    ♦ 매체 - 공급 전압에 비해 2배의 양수를 생성합니다.

    ♦ 더 낮음 - 변환 비율에 따라 전원에서 갈바닉(필요한 경우) 절연을 사용하여 바이폴라 등가 전압을 생성합니다.

    쌀. 35.5. TDA7233D 미세 회로의 비정상적인 사용: a - 기본 요소; b - 펄스 발생기; c - 전압 변환기로

    컨버터를 조립할 때 출력 전압의 상당 부분이 정류기 다이오드에서 손실된다는 점을 고려해야 합니다. 이와 관련하여 VD1, VD2로 Schottky를 사용하는 것이 좋습니다. 무변압기 컨버터의 부하 전류는 100-150mA에 도달할 수 있습니다.

    직사각형 펄스 (그림 35.6)는 60-600Hz \ 0.06-6kHz의 주파수 범위에서 작동합니다. 0.6-60kHz. 생성된 신호의 모양을 수정하기 위해 체인( 바닥 부분쌀. 35.6), 장치의 지점 A와 B에 연결됩니다.

    연산 증폭기를 양의 피드백으로 덮으면 장치를 직사각형 펄스를 생성하는 모드로 쉽게 전환할 수 있습니다(그림 35.7).

    가변 주파수 펄스(그림 35.8)는 DA1 칩을 기반으로 할 수 있습니다. LM339 마이크로 회로의 DA1 1/4로 사용할 때 전위차계 R3을 조정하면 작동 주파수가 740-2700Hz 내에서 조정됩니다(커패시턴스 C1의 값은 원래 소스에 표시되지 않음). 초기 생성 빈도는 제품 C1R6에 의해 결정됩니다.

    쌀. 35.8. 비교기를 기반으로 한 광역 가변 발진기

    쌀. 35.7. 200Hz의 주파수에서 직사각형 펄스 생성기

    쌀. 35.6. LF 구형파 발생기

    LM139, LM193 등과 같은 비교기를 기반으로 다음을 조립할 수 있습니다.

    ♦ 석영 안정화 기능이 있는 직사각형 펄스(그림 35.9);

    ♦ 전자 튜닝이 포함된 펄스.

    주파수 안정 발진 또는 소위 "시간당" 직사각형 펄스는 그림 1에 표시된 일반적인 회로에 따라 DAI LTC1441 비교기(또는 이와 유사한 것)에서 수행할 수 있습니다. 35.10. 생성 주파수는 수정 공진기 Z1에 의해 설정되며 32768Hz입니다. 주파수 분할기 라인을 2로 사용할 때 주파수가 1Hz인 직사각형 펄스가 분할기의 출력에서 ​​얻어집니다. 작은 범위 내에서 소용량 공진기를 병렬로 연결하여 발전기의 작동 주파수를 낮출 수 있습니다.

    일반적으로 LC 및 RC-는 전자 장치에 사용됩니다. LR-은 덜 알려져 있지만 유도 센서가 있는 장치를 기반으로 만들 수 있지만

    쌀. 35.11. LR 제너레이터

    쌀. 35.9. 비교기 LM 7 93의 펄스 발생기

    쌀. 35.10. "시계" 펄스 발생기

    배선, 펄스 등의 검출기

    무화과에. 35.11은 100Hz - 10kHz 주파수 범위에서 작동하는 간단한 LR 구형파 발생기를 보여줍니다. 인덕턴스 및 사운드용

    발전기 작동은 전화 캡슐 TK-67에 의해 제어됩니다. 주파수 튜닝은 전위차계 R3에 의해 수행됩니다.

    공급 전압이 3V에서 12.6V로 변경될 때 작동 가능합니다. 공급 전압이 6V에서 3-2.5V로 떨어지면 상위 세대 주파수는 10-11kHz에서 30-60kHz로 상승합니다.

    메모.

    생성된 주파수 범위는 전화 캡슐과 저항 R5를 인덕터로 교체하여 7-1.3MHz(마이크로 회로의 경우)까지 확장할 수 있습니다. 이 경우 다이오드 리미터가 꺼지면 장치의 출력에서 ​​정현파에 가까운 신호를 얻을 수 있습니다. 장치의 생성 주파수의 안정성은 RC 발전기의 안정성과 비슷합니다.

    사운드 신호(그림 35.12)는 K538UNZ를 수행할 수 있습니다. 이렇게하려면 미세 회로의 입력 및 출력을 커패시터 또는 그 아날로그 (압전 세라믹 캡슐)와 연결하면 충분합니다. 후자의 경우 캡슐은 소리 방출기 역할도 합니다.

    커패시터의 커패시턴스를 선택하여 생성 주파수를 변경할 수 있습니다. 병렬 또는 직렬로 압전 세라믹 캡슐을 켜서 최적의 생성 주파수를 선택할 수 있습니다. 발전기의 공급 전압은 6-9V입니다.

    쌀. 35.72. 오디오 주파수칩에

    연산 증폭기의 빠른 확인을 위해 발전기를 사용할 수 있습니다. 소리 신호그림에 나와 있습니다. 35.13. 테스트된 DA1 유형의 칩 또는 유사한 핀아웃을 가진 다른 칩을 소켓에 삽입한 후 전원을 켭니다. 상태가 양호하면 HA1 압전 세라믹 캡슐이 소리 신호를 내보냅니다.

    쌀. 35.13. 사운드 제너레이터- OS 테스터

    쌀. 35.14. OUKR1438UN2의 직사각형 펄스 생성기

    쌀. 35.15. OUKR1438UN2의 정현파 신호 발생기

    KR1438UN2 칩에서 만들어진 1kHz 주파수의 직사각형 신호가 그림 1에 나와 있습니다. 35.14. 1kHz의 주파수에서 진폭 안정화 사인파 신호가 그림 1에 나와 있습니다. 35.15.

    사인파 신호를 생성하는 발생기는 그림 1에 나와 있습니다. 35.16. 이것은 1600-5800Hz 주파수 범위에서 작동하지만 3kHz 이상의 주파수에서는 파형이 점점 이상적이지 않고 출력 신호 진폭이 40% 감소합니다. 커패시터 C1 및 C2의 커패시턴스가 10배 증가함에 따라 발생기의 튜닝 대역은 사인파 파형을 유지하면서 최대 10%의 진폭 불균일성을 갖는 170-640Hz로 감소합니다.

    쌀. 35.7 7. 400Hz 주파수에서 사인파 발진기