Генератор линейно-изменяющегося напряжения

Министерство образования и науки Российской Федерации

Казанский Национальный Исследовательский Технический Университет-КАИ им. А.Н Туполева (КАИ)

Кафедра приборов и информационно-измерительных систем

Расчётно-пояснительная записка

к курсовой работе

по дисциплине:

Электроника и микропроцессорная техника

на тему:

Генератор линейно-изменяющегося напряжения

                                                                        Выполнил: студ. гр.3335

Гатауллин И.А.

Руководитель проекта:

                                                             доцент кафедры ПИИС

                                                                           Маковеев В.М.

Казань 2017

Содержание

1. Введение3

       1.1. Анализ потентно-реферативного поиска7

2. Разработка структурно схемы 16

3. Разработка функциональной и электрической принципиальной схемы18

4. Расчет электрической принципиальной схемы 20

        4.1. Расчет генератора прямоугольных импульсов21

        4.2. Расчет стабилизатора тока25

        4.3. Расчет схемы управления напряжением28

        4.4. Расчет компаратора30

        4.5. Расчет выходного каскада32

5. Трассировка печатной платы 34

6. Настройка 41

7. Вывод 41

8. Список литературы 42

9. Приложение 43

1. Введение.

Генератором линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН) называется устройство, которое вырабатывает последовательность импульсов заданной частоты и линейно изменяющимся во времени напряжением (рис.1).

[pic 1]

Временной интервал [pic 2] принято называть длительностью паузы, а [pic 3]– длительностью рабочего хода (длительность импульса). [pic 4]– начальное напряжение выходного сигнала, а [pic 5]– амплитуда импульса.

Для оценки линейности изменения выходного напряжения используется коэффициент нелинейности  [pic 6], который определяется выражением:

[pic 7],                                           (1)

где [pic 8] и [pic 9] - скорость изменения выходного напряжения в начале и в конце рабочего хода соответственно.

В основе проектирования ГЛИН лежат процессы заряда и разряда емкости конденсатора. Функциональная схема ГЛИН показана на рис.2,а. На рис.2,б показаны временные диаграммы его работы.

[pic 10][pic 11]

Рис. 2. Функциональная схема ГЛИН -а

и временные диаграммы ее работы -б.

Работает схема следующим образом. Генератор G управляет работой ключа К. При размыкании ключа К[pic 12], конденсатор С начинает заряжаться током стабилизатора тока I0 , и напряжение на нем изменяется согласно выражению:

[pic 13] .                              (2)

К моменту времени t1 оно достигнет амплитудного значения, равного:

[pic 14].                                         (3)

Затем ключ К замыкается и конденсатор С разряжается через его замкнутые контакты. Напряжение на нем уменьшается до нуля и сохраняет это значение до следующего размыкания контактов ключа К. Таким образом, на конденсаторе формируется последовательность импульсов с линейно возрастающим напряжением. Частота этих импульсов определяется частотой импульсов генератора, а амплитудное значение – выражением  (3). Оно зависит как от времени разомкнутого состояния ключа К, так и от элементов схемы.  Затем напряжение на конденсаторе усиливается усилителем и поступает на выход схемы.