Для зюй схемы применяются транзисторы ВС109, ВС182, ВС184 и Ci =С2 =С? = 10 нФ; С£- = 10 мкФ; Со = 1 мкФ; R1 =Л2=2,2 кОм; R3=A,1 кОм; Rg =39 кОм; г =3,3 кОм; R-X кОм.

При таких параметрах частота генерации составляет 2,8 кГц, а двойной размах синусоидальных колебаний равняется I В.

Пример 7.2. Требуется получить синусоидальное напряжение частотой 1 кГц. Предложите подходящее решение.

Целесообразно выбрать генератор на основе двойного Т-образного моста, так как эта схема менее капризна и проще поддается наладке, чем цепная многозвенная схема.

Выбрав R = 4,7 кОм, рассчитаем емкость конденсатора по формуле

и получим

6,28 -4,7 10 . 1 . 10*

= 0,0339 . 10-* Ф = 33,9 нФ.

Ближайший стандартный номинал равен 33 нФ.

Наша схема имеет следующие параметры: R1 = R2 = 4,7 кОм; R3 = =2,2 кОм; С1 =С2 = 33 нФ; С5 = 68 нФ.

Если потребуется подстройка частоты, то следует в схему поставить сопротивление R3 = 1,8 кОм и последовательно с ним включить переменный резистор с номиналом 1 кОм.

Схемы на основе таймера

На основе микросхемы таймера удобно создавать мультивибраторы и ждущие мультивибраторы. Последние используются для формирования либо одиночных сигналов заданной длительности, либо пачки таких импульсов. При анализе последовательности импульсных сигналов применяются сле1;уюшие термины.

Частота повторения импульсов - зто количество импульсов, генерируемых в течение 1 с. /

Период импульсной последовательности t - это время импульса ON> сложенное со временем паузы t- Оно равняется 1 , т. е.

Скважность импульсной последовательности - зто отношение периода к длительности импульса:

Коэффипиент заполнения импульсной последовательности - зто величина, обратная скважности:

Т = Wp <

Коэффициент заполнения может быть выражен в процентах, тогда

Длительность прямоугольного импульса измеряется на уровне 50% его амплитуды (рис. 7.6). Время нарастания импульса - зто интервал времени, измеренный между моментами, когда амшштуда изменяется от 0,1 до 0,9 установившегося значения (см. рис. 7.6). Между этими же уровнями измеряется время спада импупьса fy. В случае сигнала идеальной формы / равны нулю.

ЮО/.-----,

90 УГ

Рис. 7.6. Параметры импульсного сигнала

На рис. 7.7 приведена схема мультивибратора на основе микросхемы серии 555. Частота выходного сигнала определяется элементами С, R1 и R2. Амплитуда напряжения равна напряжению питания микросхемы.

В этом случае

/рУ = 0,693 (К/+Л2)С; tff = 0,693 R2C;

tp = toN + toff = 0,693 (Л/ + 2R2)C;

- 1.44

P ~ (R1 + 2R2)C

ON R1R2

ON ox off

RI +R2 RI +2R2

R1 R2

Выход игпг о

roj то,/ т/о-

Рис. 7.7. Схема мультивибратора на основе таймера сернн 555

Рис. 7.8. Номограммы для расчета мультивибратора, представленного на рис. 7.7

10-10

--100

--1-10*

- -ю-10

ЮО-Ю

-i-1

На рис. 7.8 показана номограмма для определения параметров схемы при заданной частоте выходного сигнала.

На рис. 7.9 изображена схема ждущего мультивибратора на таймере. Схема запускается отрицательным перепадом входного напряжения. В ждущем режиме выходное напряжение . равно нулю. В тот момент,

когда напряжение-запуска на входе 2 уменьшается от своего максимального значения (равного напряжению питания U) до 1/3 {/, выходное напряжение становится максимальным. Таковым оно будет оставаться в течение времени вьщержки tgjf = lARC. Рекомендуемая длительность входного сигнала tj.p < 0,25/. Номограмма на рис. 7.10 позволяет определить параметры схемы при заданной длительности выходного сигнала.

Пример 7.3. Требуется получить импульсную последовательность с коэффициентом заполнения у = 2/3 и частотой 400 Гц. Амплитуда напряжения импульса равна 5 В. 156

+Uee О-

10 и

1 i

Запуск О-

С,мкФ 10 J

Выход

0,01

Рис. 7.9. Ждущий мультивибратор на основе таймера серии 555

100-10

Рис. 7.10. Номограмма для расчета одновибрато- j

ра, представленного на рнс. 7.9 0-/0

.с R,4Qm

- -1

:ю0-ю ..,00

10-10

п1У

А 100-10- 7

5-10

. .10-10 1

Дпя этого выберем схему мультивибратора, показанную на рис. 7.7. Поскольку 7 =2/3, т. е. отшшение длительности импульса к длительности паузы равно 2 : 1, тоЯ -R2. Можно выбрать эти сопротивления равными 5 кОм. Тогда в соответствии с номограммой на рис. 7.8 С = = 220 нФ. Таким образом, мультивибратор на таймере серии 555 (отечественный аналог 1006 ВИ1) будет иметь следующие параметры: R1-= /?2=5кОм; С=220нФ; f/cc=5B,

Пример 7.4. Рассчитайте параметры ждущего мультивибратора, генерирующего сигнал длительностью 5 мс с амплитудой 5 В.

Для этого выберем схему, показанную на рис. 7.9. Если принять С = = 100 нФ, то из номограммы на рис. 7.10 получим Л =47 кОм. Напряжение питания схемы Uc =5 В.

Пример is. Рассчитайте параметры схемы мультивибратора со скважностью Q=2 и /р = 1 кГц. Напряжение питания U = \2b.

Рассмотрим схему, приведенную на рис. 7.7. В этой схеме постоянные времени заряда н разряда конденсатора принципиалыю разные. Поэтому времена импульса и паузы должны принципиально различаться. Однако в условии задачи требуется, чтобы они были равны. Следует выбрать параметры схемы таким образом, чтобы различия были минимальными. Это условие выполняется при R2 > R1. Если выбрать минимально допустимое значение сопротивления R1 = 1 кОм, то R2 = = 100 кОм.

Из соотношения

f СЛ7 + 2Л2)С

получаем

1.44

1,44

(Л; + 2Н2) = 7 . 10- Ф = 7 нФ.

(1 10* + 2 - 100 . 10) . 1 . Ю

Выбираем значение С = 6,8 нФ. Если потребуется подстройка частоты, то вместо постоянного сопротивления R2 можно использовать последовательно включенные переменный резистор сопротивлением 47 кОм и постоянное сопротивление 68 кОм. Напряжение питания = = 12В.

Выбор охладителя

Любой транзистор или интегральная схема, в которых выделяется значительная электрическая мощность, должны быть закреплены на соответствующем о.хладитсле. Стандартные охладители характеризуются соответствующей данному типу полупроводникового прибора формой и площадью теплоотводящей поверхности, которая тем больше, чем больше рассеиваемая мощность.

Способность любого прибора отводить тепло определяется значением его теплового сопротивления, °С/Вт. Например, тепловое сопротивление 2 °С/Вт означает, что температура тепловыделяющей области возрастает на 2 °С при увеличении мощности на 1 Вт.

Система прибор - окружающая среда характеризуется несколькими последовательно соединенными тестовыми сопротивлениями. К ним относятся: - тепловое сопротивление переход-корпус;

вк-о ~ тепловое сопротивление корпус -охладитель; Rqq - тепловое сопротивление охладитель - окружающая среда. Используя термоэлектрическую аналогию, можно записать, что вьщеляющаяся в условном переходе прибора мощность определяется соотношением

Т ~Т а с

где Т - максимальная температура перехода, °С; - максимальная температура окружающей среды.

В вышеприведенной формуле неизвестной величиной является тепловое сопротивление, °С/Вт,

Небольшие замечания и советы

Тепловое сопротивление корпус - охладитель существенно уменьшается при использовании специальной теплопроводящей пасты. Эта синтетическая или силиконовая смазка имеет хорошие электроизоля-циош1ые свойства.

Тепловое сопротивление электроизолирующих прокладок между прибором и охладителем варьируется в диапазоне от 0,4 (для корпуса типа ТОЗ) до 3 °С/Вт (для корпуса типа Т0126).

Для эффективного отвода тепла охладитель следует располагать так, чтобы конвекционный поток воздуха распространялся вдоль его ребер. Охлахштель изготавливается из черненого металла (алюминий, медь).

Источники электропитания

Электропитание большинства электронных схем осуществляется от стабилизированных источников постоянного напряжения в пределах от 5 до 25 В. Д1Я питания ряда схем (например, операционных усилителей) требуется симметричное относительно общей точки напряжение ±9, ± 12 или ± 15 В.

На рис. 7.11 показаны широко используемые в маломощных устройствах диодные выпрямители переменного тока в сочетании с изолирующим сетевым трансформатором и емкостным фильтром.

На рис. 7.11, а изображена однофазная однополупериодная схема выпрямления, применяемая обычно при токах нагрузки порядка 100 мА. На рис. 7.11, б приведена схема однофазного двухполупериод-ного выпрямителя с выводом нулевой точки, а на рис. 7.11, в показан однофазный мостовой выпрямитель. В табл. 7.3 приведены основные соотношения, характеризующие схемы на рис. 7.11.

Для увеличения надежности работы схемы рекомендуется выбирать конденсатор с рабочим напряжением 211.

Большинство источников электропитания включают в себя интегральный стабилизатор, позволяющий уменьшить пульсации напряже-