Расчет генератора развертываемого напряжения

ГРН с опорным пилообразным напряжением представляет собой интегратор со сбросом. Принципиальная электрическая схема ГРН представлена на рисунке 6.4.

U_пм 10 В, t_раб.=10 мс.

t_сбр. 50 мкс, U_пит= ±15 В Выходное напряжение генератора представляет собой усиленное операционным усилителем напряжение на конденсаторе, ОУ охвачен отрицательной (резисторы R2, R1) и положительной (резистор R4) обратными связями.

Рисунок 6.4 — Принципиальная электрическая схема ГРН В качестве операционного усилителя для схемы выбираем микросхему К140УД23, параметры которой приведены в таблице 5.1. Управление работой генератора производится транзистором VТ1, осуществляющим разряд конденсатора до нуля и обеспечивающим малое время обратного хода t₀ формируемого напряжения. Длительность открытого состояния транзистора VТ1 определяется длительностью t_п входного импульса (U_синх) положительной полярности. На интервале t_pаб ОУ работает в линейном режиме. Если принять для ОУ u₀=0, то напряжение.

u_(-)=u_c=u₍₊₎ и для цепи обратной связи по инвертирующему входу можно записать следующее уравнение для токов:

.

откуда:

(6.12).

Токи цепи обратной связи по не инвертирующему входу ОУ связаны соотношением:

(6.13).

В результате подстановки выражения (6.12) в (6.13), а также учитывая, что, находим.

Характер изменения во времени напряжения на конденсаторе зависит от соотношений сопротивлений резисторов. При.

(6.14).

Напряжение на конденсаторе изменяется во времени по линейному закону:

(6.15).

Условие (6.14) обычно выполняется при соблюдении равенств (6.16):

(6.16).

Это необходимо для выравнивания входных сопротивлений по обоим его входам.

Из выражения (6.15).

(6.17).

Напряжение u_сmax целесообразно выбирать минимальным, чтобы исключить влияние разброса параметров используемых резисторов на коэффициент нелинейности формируемого напряжения. Зададим u_сmax=5 В,.

C₁=0,5 мкФ. Сопротивления выбираются в 3−5 раз меньше выходных сопротивлений ОУ для исключения влияния их нестабильности на работу схемы. Тогда из формулы (6.17) найдем R₃:

.

. Принимаем u_пм=10 В. Из соотношения:

.

.

Таким образом выбираем:

С1- К75−24−400−0,51 мкФ10%; [4].

R₁, R₃, R₂, R₄— С2-ЗЗН-0,125−60 кОм±5%; [5].

Транзистор VT1 выбираем по условиям:

где к_зi= 1,21,5; к_зи=1,52,0.

Ток коллектора I_k равен току разряда конденсатора С1.

.

Считая, что разряд конденсатора С1 происходит при постоянном токе, имеем.

;

А.

С учетом к_зi= 1,5; к_зи= 2 имеем:

А В.

В качестве VT1 из справочника выбираем транзистор КТ501Е со следующими параметрами:

Рк mах — максимальная мощность, рассеиваемая на коллекторе 0,35 Вт.

Uкб max — максимальное напряжение коллектор-база 30 В.

Uкэ max — максимальное напряжение коллектор-эмиттер 30 В.

Uэб max — максимальное напряжение эмиттер-база 10 В.

Ik max — максимальный ток коллектора 0,3 А.

— статический коэффициент усиления в схеме с общим эмиттером 80−240.

Ток базы транзистора VT1:

мА.

кОм.

мВт.

Выбираем резистор R5- С2−33Н-0,125−39кОм5% [5].