Дослідження схем генераторів сигналів прямокутної форми

Міністерство освіти та науки України

Національний авіаційний університет

Навчально-науковий Інститут інформаційно-діагностичних систем

Кафедра біокібернетики та аерокосмічної медицини

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

З дисципліни:

«Основи конструювання біомедичної апаратури»

На тему:

«Дослідження схем генераторів сигналів прямокутної форми»

                                   Виконала:

                                                                           студентка НН ІІДС групи БМ-362

         Чернявська Наталія Володимирівна

                                    Перевірив:

                                                                        Мельников Олег В’ячеславович

Київ 2017

ВСТУП

Генератор коливань прямокутної форми являється найбільш часто використовуваний в даний час вид генераторів, без яких не може обійтися жодний електронний пристрій, що має в своєму складі цифрові інтегральні мікросхеми. Принцип побудови генераторів коливань прямокутної форми базується на виконанні двох основних математичних операцій: інтегрування і порівняння. Найбільш просто він реалізується за допомогою релаксаційних генераторів (мультивібраторів).

У таких генераторах коливання створюються шляхом періодичного заряду і розряду конденсатора до деяких порогових рівнів струмом, полярність якого змінюється за допомогою деякого зовнішнього ланцюга. Найбільш прості схеми мультивібраторів будують, охоплюючи ОП ланцюгами позитивного і негативного зворотного зв'язку, причому ПЗЗ за своєю дією на час повинна бути випереджальної по відношенню до НЗЗ, тоді ланцюг ПОС забезпечує лавиноподібний перехід генератора з одного стану в інший, а - НЗЗ (спільно з ланцюгом ПЗЗ) обмежує час перебування пристрою в кожному з станів.

ЗМІСТ

ВСТУП        2

1. ГЕНЕРАТОРИ КОЛИВАНЬ ПРЯМОКУТНОЇ ФОРМИ        4

2. ПРАКТИЧНА ЧАСТИНА        7

ВИСНОВОК        11

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ        11

 1. ГЕНЕРАТОРИ КОЛИВАНЬ ПРЯМОКУТНОЇ ФОРМИ

Принципова схема простого генератора сигналів прямокутної форми показана на рис.1. У схемі ОП охоплений позитивної та негативної зворотним зв'язком. Причому пос за своєю дією надає випереджаюче дію по відношенню до оос. Ланцюг пос забезпечує лавиноподібний перехід схеми з одного стану в інший. А ланцюг оос забезпечує необхідний час перебування схеми в кожному  з станів.

Схема може перебувати в одному з станів, в яких вихідна напруга може бути одно або плюс або мінус напрузі насичення (Uн) ОП. ПОС виконана за допомогою дільника напруги на резисторах R2 і R3. Вона задає на позитивний вхід ОП напруга, рівне Uн, в залежності від того в якому стані знаходиться схема.[pic 1]

Тут β= R2 / (R2 + R3) - коефіцієнт позитивного зворотного зв'язку. ООС здійснюється за допомогою пасивного інтегратора на R1, C1. Напруга на виході ОП одно U вих = Пекло (U + - U-). Якщо U +> U-, напруга на виході дорівнюватиме + Uн, а на неінвертуючий вході + Uн. Схема переключиться в протилежний стан, коли напруга на вході інвертується досягне величини + Uн. Якщо ж напруга U +

Розглянемо роботу схеми більш докладно. Припустимо, що після включення живлення напруга на виході ОП встановилося рівним + Uн. Напруга на неінвертуючий вхід ОП дорівнюватиме + Uн. Напруга на вході інвертується (напруга на конденсаторі) в початковий момент часу дорівнює 0. Конденсатор починає заряджатися від напруги + Uн через резистор R1 c постійною часу R1C1. Коли напруга на конденсаторі досягне величини + Uн, стрибкоподібно зміниться напруга на виході ОП. Воно стає рівним -Uн. Напруга на неінвертуючий вході дорівнюватиме -Uн. Конденсатор буде заряджатися від напруги + Uн до напруги -Uн. У момент часу, коли напруга на конденсаторі досягне величини -Uн, схема знову переключиться в протилежний стан, тобто напруга на виході стане рівним + Uн, напруга на неінвертуючий вході дорівнюватиме + Uн, конденсатор перезаряджається від + Uн до -Uн і процес повторюється. Тимчасові діаграми роботи генератора показані на рис.2.[pic 2]