WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаТехнічні науки → Схемотехніка транзисторних ключів - Курсова робота

Схемотехніка транзисторних ключів - Курсова робота

Нестійкою рівновагою називається стан системи,при якому,після як завгодно малого зовнішнього поштовху система виходить з вихідного стану і не повертається в нього.

Стан системи,при якому струми і напруги в ній повільно змінюються в часі і приводять систему в певний критичний стан,який приводить до стрибкоподібного виходу системи з цього стану,називається квазірівновагою. Цей стан тільки подібний стану рівноваги і є ніби рівновагою.

Мультивібратори призначені для генерування імпульсів,близьких до прямокутних і можуть працювати в одному з трьох режимів:чекаючому, автоколивальному і синхронізації.

Їх ще називають релаксаційними генераторами або релаксаторами.

В чекаю чому режимі , мультивібратор представляє собою двух каскадний підсилювач ,замкнутий в два кола позитивного зворотнього зв'язку,має один стан стійкої рівноваги і один стан квазірівноваги .Перехід зі стійкого стану в стан квазірівноваги відбувається внаслідок зовнішнього запускаю чого імпульса.А повернення в стан стійкої рівноваги відбувається самостійно по збігу деякого часу,який визначається параметрами схеми.

В режимі автоколивань стану стійкої рівноваги немає,а є два стани квазірівноваги які чергуються. Перехід одного з них в другій відбувається автоматично через час,який називається періодом коливань,який також визначається параметрами схеми.

В режимі синхронізації в мультивібраторі існує два стани квазірівноваги,але період коливань визначається періодом повторень синхронізуючої напруги і рівний їй або кратний.При відсутності синхронізуючої напруги мультивібратор працює в автоколивальному режимі.

Схема мультивібратора в автоколивальному режимі і часові діаграми,які пояснюють фізичні процеси в ньому показані на мал.6.

Схема автоколивального мультивібратора складається з двох ключів, зібраних на біполярних транзисторах VT1 і VT2 р-п-р структури,включених по схемі зі спільним емітером. Rк1 і Rк2 – опори навантаження в колах колекторів VT1 і VT2 , R1C1 і R2C2 – елементи часозадаючих кіл ,які визначають тривалість генеруючих імпульсів (tі) і час їх повторення Т (мал.6.7.б.)

Конденсатори С1 та С2- елементи кіл позитивного зворотнього зв'язку, який з'єднує відповідно вихід ключа на VT2 з входом ключа на VT1 і вихід першого ключа із входом другого. Таким чином в автоколивальному мультивібратори кола постійного зворотнього зв'язку являються чисто ємнісними, що і визначає відсутність в його схемі, стану стійкої рівноваги.

Відсутність в схемі стаціонарного стану дозволяє почати аналіз фізпроцесів в схемі з довільного стану, і якщо в результаті їх аналізу буде показано, що через певний час мультивібратор знову опиниться в тому ж стані , то тим самим буде встановлена наявність в ньому періодичних автоколивань.

Нехай, наприклад, в момент часу t1 транзистор VT1 відкрився і знаходиться в стані насичення, а транзистор VT2 закритий, так як до його бази відносно емітера прикладена напруга з конденсатора С2 (зарядженого раніше до величини Ек полярністю(+) справа, (-) –зліва) через малий опір насиченого транзистора VT1.В момент часу t1 конденсатор С1

практично розряджений до нуля (величиною напруги Uб1 на базі раніше закритого VT1, до якої був заряджений С1 на момент t1, в виду його малості можна знехтувати).

В розглядаємий момент t1 в схемі мультивібратора створюються умови для розряджання і перезаряджання конденсатора С2 і заряджання С1. Розряджання-перезаряджання С2 відбувається по колу : +Ек→ЕБКVT1→C2→R2→-Eк. Після розряджання С2 починається його перезаряджання з полярністю: (+) на лівій обкладці, (-) на правій.

Заряджання С1 відбувається по колу: +Е→ЕБКVT1→C1→Rk2→-Ек. В процесі перезаряджання С2 в певний момент часу напруга на ньому полярності справа (+), (-) зліва,яка через відкритий транзистор VT1 прикладена до ділянки Б-Е VT2.Відкривання транзистора VT2 приводить до запирання VT1 напругою з конденсатора С1 через малий опір VT2 який відкрився. Процес відпирання VT2 і запирання VT1 відбувається стрибкоподібно. В цей момент перший стан квазірівноваги,тривалість якого визначається часом перезаряджання конденсатора С2 через резистор R2,і рівний t02 R2C2, закінчується і мультивібратор переходить в стан другої квазірівноваги,при цьому конденсатор С1 буде зарядженим до величини Ек. Час заряда С1 значно менший часу заряда С2,так як при рівності С1 і С2 зарядження С1 відбувається через Rk2<

Час існування другого стану квазірівноваги визначається часом перезаряджання конденсатора С1 через R1 і насичений транзистор VT2: t01 R1C1

В момент часу, який відповідає закінченню другого стану квазірівноваги знову відбудеться стрибкоподібне опрокидання схеми, при якому транзистор VT1 відкритий і насичений, а VT2 – закритий. Таким чином в схемі яку розглядаємо,фізпроцеси приводять до автоматичного і періодичного повторення змінень її станів відносно стану, прийнятого за вихідний ,що свідчить про автоколивальний режим її роботи.

Період автоколивань в мультивібраторі, нехтуючи тривалістю процесу опрокидування схеми, можна прийняти рівним сумарній тривалості часу двох його квазістаціонарних станів

Т0=t01+t02=0,7(R1C1+R2C2)

Регулювання тривалості імпульсу мультивібратора.

Якщо вихідним імпульсом є напруга, яка знімається з колектора транзистора VT2, то його тривалість можна регулювати зміною постійної часу кола R2C2 за допомогою змінного резистора R2 (мал.6.8.). Однак такий спосіб регулювання краще використовувати при невеликих межах зміни тривалості вихідного імпульсу, так як регулювання R2 у великих межах може порушити нормальний режим роботи транзистора VT2.

При збільшенні R2 транзистор VT2 може вийти з режиму насичення, якщо Iб2ЕК / R2< Iбн стане менше його значення в режимі насичення. При зменшенні R2 транзистор VT2, навпаки може увійти в дуже глибоке насичення, а при дуже малих R2 може відбутися небезпечне для транзистора збільшення струму бази.

Інший спосіб регулювання показаний на малюнку 6.8..Тут у часозадаюче коло крім R2C2 входить частина змінного опору Rк1,обмежена положенням його движка, а R2 не змінюється.

Зміна змінного Rк1, не змінює режим транзистора VT1, так як при будь-якому положенні його движка воно повністю включено в коло його колектора.

В даній схемі регулювання тривалості імпульсу в основному досягається зміною величини напруги на конденсаторі С2, який стримує транзистор VT2 в закритому стані під час квазірівноваги. (мал. 6.9.)Дійсно, в момент запирання VT1 напруга, до якої заряджений конденсатор С2 залежить від положення движка Rк1 і дорівнює

Uc2=Uб2Ek-Ik1*R'k

При переміщенні движка потенціометра з крайнього нижнього положення вверх величина Uc2 зменшується, експонента Uб2 опускається вниз (мал.6.9.) і тривалість імпульса ti спада

Одним з суттєвих недоліків розглянутої схеми автоколивального мультивібратора є не прямокутна форма генеруючих імпульсів обумовлена зарядом відповідного часозадаючого конденсатора через резистор колекторного кола.

Цей недолік значно зменшений в схемі мультивібратора, показаного на мал.6.10.а.

В розглядаємій схемі конденсатор С1 під час закритого стану транзистора VT1 відключений від його колектора закритим діодом VD2 і на потенціал колектора не впливає.

Заряд С1 відбувається не через Rк2, а через допоміжний резистор R'к2, а конденсатора С2 при закритому VT1, через R'к1.

При насиченні транзисторів діоди VD1 і VD2 відкриваються і резистори Rк1 і Rк2,

Зменшує величину еквівалентного опору кола колекторів VT1 і VT2. Для збільшення загрузочної здатності мультивібратора величини допоміжних резисторів R'к1 і R'к2 необхідно вибирати більше,ніж Rк1 і Rк2. Але, надмірне збільшення R'к1 і R'к2 і часу заряда С1 С2 не повинні перевищувати часу існування режиму квазірівноваги в схемі (при симетричній схемі половини періода повторення генеруючих імпульсів).

Loading...

 
 

Цікаве