Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Министерство общего и профессионального образования Ростовской области

Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования Ростовской области

Батайский техникум информационных технологий

и радиоэлектроники «Донинтех» (ГБОУ СПО РО БТИТиР)

Курсовая работа

по дисциплине: «Радиопередающие устройства»

на тему: «Импульсные генераторы, выполненные на основе операционных усилителей»

Выполнил студент

4курса группы Т-43

специальности 11.02.02

«Техническое обслуживание и ремонт радиоэлектронной техники (по отраслям)»

Духанин В.Д.

Руководитель: Макашина Т.М.,

преподаватель спецдисциплин

Батайск

2015

Министерство образования и науки Российской Федерации

Министерство общего и профессионального образования Ростовской области

Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования Ростовской области

Батайский техникум информационных технологий

и радиоэлектроники «Донинтех» (ГБОУ СПО РО БТИТиР)

Курсовая работа по дисциплине: «Радиопередающие устройства»

на тему: «Импульсные генераторы, выполненные на основе операционных усилителей.»

Курс 4

Группа Т-43

Студент: Духанин В.Д.

Допущен к защите «10» марта 2015 г.

Руководитель Макашина Т.М.

Курсовая работа защищена «11» марта 2015 г.

с оценкой _______________________

Преподаватели Макашина Т.М.

Содержание

Введение

1. Операционные усилители

1.1 Назначение операционных усилителей

1.2 Графическое обозначение операционных усилителей

1.3 Цепи питания операционных усилителей

1.4 Простейшее включение операционного усилителя

1.5 Идеальный операционный усилитель

2. Структурные схемы и принцип работы операционных усилителей

3. Отличие реальных операционных усилителей от идеальных

3.1 Параметры по постоянному току

3.2 Параметры по переменному току

3.3 Нелинейные эффекты

3.4 Ограничения тока и напряжения

4. Классификация операционных усилителей

5. Импульсные генераторы, выполненные на основе операционных усилителей

6. Компаратор на операционном усилителе

6.1 Компараторы с двумя и более напряжениями сравнения

7. Триггер Шмитта выполненный на операционном усилителе

7.1 Применение триггера Шмитта

8. Настройка, регулировка генераторов с применением измерительных приборов

9. Техника безопасности

Список литературы

Введение

В связи с большим расширением элементной базы, повышается степень востребованности профессии техника радиоэлектронной аппаратуры.

Специалист данной профессии должен уметь проводить техническое обслуживание и ремонт изделий радиоэлектронной техники, обеспечивать надежность и работоспособность аппаратуры в производственных или бытовых условиях, разрабатывать эксплуатационную и ремонтную документацию в соответствии с действующими нормативными документами, настраивать и налаживать радиотехнические системы, устройства и функциональные блоки, анализировать причины неисправностей в работе радиоэлектронной техники и разрабатывать мероприятия по их устранению, пользоваться нормативной и справочной литературой для выбора радиокомпонентов, оборудования, измерительных средств, проводить необходимые технические расчеты в том числе и с использованием средств вычислительной техники.

Специалист данной профессии должен знать основные методы организации и проведения технического обслуживания и ремонта радиоэлектронной техники, правила настройки и регулировки радиотехнических систем, устройств и блоков, методы диагностики отказов и обнаружения дефектов в изделиях радиоэлектронной техники, назначение, технические характеристики, конструкции и правила эксплуатации технологического оборудования и инструмента, контрольно-измерительную аппаратуру и правила пользования ею.

1. Операционные усилители

1.1 Назначение операционных усилителей

Операционный усилитель -- электронное устройство постоянного тока с дифференциальным входом имеющим высокий коэффициент усиления. ОУ почти всегда используются в схемах с глубокой отрицательной обратной связью, которая, благодаря высокому коэффициенту усиления ОУ, полностью определяет коэффициент передачи полученной схемы.

ОУ получили широкое применение в виде отдельных чипов и в виде функциональных блоков в составе более сложных интегральных схем.

1.2 Графическое обозначение операционных усилителей

Рис. 1 Обозначение ОУ на схемах

На рис. 1 показано схематичное изображение операционного усилителя. Выводы имеют следующее значение:

· V+: неинвертирующий вход

· V?: инвертирующий вход

· Vout: выход

· VS+: плюс источника питания (также может обозначаться как , , или )

· VS?: минус источника питания (также может обозначаться как , , или )

Указанные выводы необходимы для функционирования ОУ. Существуют операционные усилители, не имеющие неинвертиующего входа. Такие ОУ применяются в аналоговых вычислительных машинах (АВМ). ОУ, применяемые в АВМ, делят на 5 классов, ОУ первого и второго класса имеют только один вход.

Операционные усилители первого класса -- усилители высокой точности (УВТ) с одним входом. Они предназначены для работы в составе интеграторов, сумматоров, устройств слежения-хранения, электронных коэффициентов. Высокий коэффициент усиления, предельно малые значения смещения нуля, входного тока и дрейфа нуля, высокое быстродействие обеспечивают снижение погрешности, вносимой усилителем, ниже 0,01 %.

Операционные усилители второго класса -- усилители средней точности (УСТ) также с одним входом, обладающие меньшим коэффициентом усиления и большими значениями смещения и дрейфа нуля. Эти ОУ предназначены для применения в составе электронных устройств установки коэффициентов, инверторов, электронных переключателей, в функциональных преобразователях, множительных устройствах. Некоторые ОУ могут иметь дополнительные выводы (предназначенные, например, для установки тока покоя, частотной коррекции, балансировки и т.д.).

1.3 Цепи питания операционных усилителей

ОУ использует двуполярное питание, т.е. источник питания имеет три вывода с потенциалами:

· U+ (к нему подключается VS+)

· 0

· U- (к нему подключается VS-)

Вывод источника питания с нулевым потенциалом непосредственно к ОУ не подключается, он является заземлением и используется для создания обратной связи. Часто вместо двуполярного ИП используется однополярный ИП, а общая точка создаётся искусственно или совмещается с отрицательной шиной питания.

1.4 Простейшее включение операционного усилителя

Рассмотрим работу ОУ как отдельного дифференциального усилителя, в этом случае ОУ ведёт себя как обычный усилитель с дифференциальным входом:

где:

· Vout: напряжение на выходе (V - это напряжение, которое обозначается буквой U; out с англ. языка переводится как выход)

· V+: напряжение на неинвертирующем входе

· V?: напряжение на инвертирующем входе

· Gopenloop(G - это коэффициент, который обозначается буквой К; open loop с англ. языка переводится как открытый контур или петля): коэффициент усиления с разомкнутой петлёй обратной связи

Все напряжения считаются относительно общей точки схемы. Этот способ включения ОУ (без обратной связи) не используется из-за его недостатков:

· Коэффициент усиления с разомкнутой петлёй обратной связи Gopenloop нормируется в очень широких пределах и может изменяться в тысячи раз (зависит от частоты сигнала и температуры).

· Коэффициент усиления очень велик и не поддаётся регулировке.

· Точка отсчёта входного и выходного напряжений не поддаются регулировке.

1.5 Идеальный операционный усилитель

Идеальный ОУ не может реально существовать, но упрощает рассмотрение работы схем на ОУ благодаря использованию простых математических моделей.

Идеальный ОУ описывается формулой и обладает следующими характеристиками:

1. Бесконечно большой коэффициент усиления с разомкнутой петлей обратной связи Gopenloop.

2. Бесконечно большое входное сопротивление входов V- и V+. Т.е. ток, протекающий через эти входы, равен нулю.

3. Нулевое выходное сопротивление выхода ОУ.

4. Способность выставить на выходе любое значение напряжения.

5. Бесконечно большая скорость нарастания напряжения на выходе ОУ.

6. Полоса пропускания: от постоянного тока до бесконечности.

Идеальный ОУ, охваченный отрицательной обратной связью, поддерживает одинаковое напряжение на своих входах:

ОУ выставляет на выходе такое напряжение, которое через обратную связь действует на входы таким образом, что разность входных напряжений уменьшится до нуля.

2. Структурные схемы и принцип работы операционных усилителей

Простейший усилитель на операционном усилителе

От усилителя (рис. 2) требуется наличие на выходе напряжения, отличающегося от входного в раз, то есть . Подадим на неинвертирующий вход ОУ сам входной сигнал, а на инвертирующий -- часть выходного сигнала с резистивного делителя.

Рис. 2 Неинвертирующий усилитель

В случае, когда усилитель находится в состоянии равновесия, напряжения на его входах одинаковы. Падение напряжения на резисторе равно , а на всём делителе сопротивлением , падает .

Т.к. входное сопротивление операционного усилителя велико, то током, поступающим на инвертирующий (?) вход усилителя можно пренебречь, и ток, протекающий через резисторы делителя, можно принять одинаковым. Ток через равен , а через весь делитель

.

Таким образом:

Откуда:

В неинвертирующей схеме включения коэффициент усиления напряжения всегда больше или равен 1, вне зависимости от номиналов используемых резисторов. Если сопротивление равно нулю, то получается неинвертирующий повторитель напряжения имеющий коэффициент усиления напряжения 1, и в этом случае сопротивление не оказывает существенного влияния на работу схемы.

Коэффициент передачи усилителя, построенного на ОУ с достаточно большим усилением, практически зависит только от параметров обратной связи. Это полезное свойство позволяет проектировать системы с очень стабильным коэффициентом передачи, необходимые, например, при измерениях и обработке сигналов.

Для операционного усилителя, включенного по инвертирующей схеме, расчёт при принятых допущениях не представляет сложности. Напряжение в средней точке делителя, на инвертирующем входе (?) усилителя равно 0.



Рис. 3 Инвертирующий усилитель

Отсюда падения напряжения на резисторах равны, входному и выходному напряжениям. Ток через резисторы можно принять одинаковым, т.к. через инвертирующий вход (?) ток практически отсутствует.

Отсюда:

операционный усилитель ток напряжение

В инвертирующей схеме включения коэффициент усиления может быть как больше, так и меньше единицы и зависит от номиналов резисторов делителя. Т.е. усилитель может использоваться как активный аттенюатор входного напряжения. Преимуществом этого решения над пассивным аттенюатором является в том, что аттенюатор подключен между сигналом и заземлением, т.е. является обычной активной нагрузкой. Это значительно упрощает расчёт влияния нагрузки на источник сигнала и их взаимное согласование.

3. Отличие реальных операционных усилителей от идеальных

Параметры ОУ, характеризующие его неидеальность, можно разбить на группы:

3.1 Параметры по постоянному току

· Ограниченное усиление: коэффициент Gopenloop не бесконечен. Этот эффект заметно проявляется только в случаях, когда коэффициент передачи каскада с ОУ отличается от параметра Gopenloop в небольшое число раз.

· Ненулевой входной ток : типичные значения входного тока составляют 10?9 ч 10-12 А. Это накладывает ограничения на максимальное значение сопротивлений в цепи обратной связи, а также на возможности согласования по напряжению с источником сигнала. Некоторые ОУ имеют на входе дополнительные цепи для защиты входа от чрезмерного напряжения -- эти цепи могут значительно ухудшить входное сопротивление. Поэтому некоторые ОУ выпускаются в защищенной и незащищенной версии.

· Ненулевое выходное сопротивление. Данное ограничение не имеет большого значения на низких частотах или при небольшой ёмкости нагрузки, так как наличие обратной связи эффективно уменьшает выходное сопротивление каскада на ОУ (практически до сколь угодно малых значений).

· Ненулевое напряжение смещения: требование о равенстве входных напряжений в активном состоянии для реальных ОУ - ОУ стремится поддерживать между своими входами некоторое небольшое напряжение (напряжение смещения). Реальный ОУ ведет себя как идеальный ОУ, у которого внутри последовательно с одним из входов включен генератор напряжения с ЭДС Uсм. Напряжение смещения -- очень важный параметр, он ограничивает точность ОУ, например, при сравнении двух напряжений. Типичные значения Uсм составляют 10?3 ч 10-6 В.

· Ненулевое усиление синфазного сигнала. Идеальный ОУ усиливает только разницу входных напряжений, сами же напряжения значения не имеют. В реальных ОУ значение входного синфазного напряжения оказывает некоторое влияние на выходное напряжение. Данный эффект определяется параметром коэффициент ослабления синфазного сигнала, который показывает, во сколько раз приращение напряжения на выходе меньше, чем вызвавшее его приращение синфазного напряжения на входе ОУ. Типичные значения: 104 ч 106.

3.2 Параметры по переменному току

· Ограниченная полоса пропускания. Любой усилитель имеет конечную полосу пропускания, но фактор полосы не особенно значим для ОУ, поскольку они имеют внутреннюю частотную коррекцию для увеличения запаса по фазе.

· Ненулевая входная ёмкость. Образует паразитный фильтр нижних частот.

· Ненулевая задержка сигнала. Данный параметр, связанный с ограничением полосы пропускания, может ухудшить действие ООС при повышении рабочих частот.

· Ненулевое время восстановления после насыщения .

3.3 Нелинейные эффекты

· Насыщение -- ограничение диапазона возможных значений выходного напряжения. Обычно выходное напряжение не может выйти за пределы напряжения питания. Насыщение имеет место в случае, когда выходное напряжение «должно быть» больше максимального или меньше минимального выходного напряжения. ОУ не может выйти за пределы, и выступающие части выходного сигнала «срезаются» (то есть ограничиваются).

В моменты насыщения усилитель не действует в соответствии с формулой , что вызывает отказ в работе ООС и появлению разности напряжений на его входах, что обычно является признаком неисправности схемы. Исключение -- работа ОУ в режиме компаратора.

· Ограниченная скорость нарастания. Выходное напряжение ОУ не может измениться мгновенно. Скорость изменения выходного напряжения измеряется в вольтах за микросекунду, типичные значения 1ч100 В/мкс. Параметр обусловлен временем, необходимым для перезаряда внутренних ёмкостей.

3.4 Ограничения тока и напряжения

· Ограниченное выходное напряжение. У любого ОУ потенциал на выходе не может быть выше, чем потенциал положительной шины питания и не может быть ниже, чем потенциал отрицательной шины питания. Выходное напряжение не может выйти за пределы питающего напряжения.

· Ограниченный выходной ток. Большинство ОУ широкого применения имеют встроенную защиту от превышения выходного тока -- типичное значение максимального тока 25 мА. Защита предотвращает перегрев и выход ОУ из строя.

Мощные ОУ, такие как К157УД1, могут иметь крепление для радиатора.



Рис. 4 Мощный операционный усилитель К157УД1

· Ограниченная выходная мощность. Большинство ОУ предназначено для применений, не требовательных к мощности: сопротивление нагрузки не должно быть менее 2 кОм.

4. Классификация операционных усилителей

По типу элементной базы:

· на полевых транзисторах;

· на биполярных транзисторах;

· на электронных лампах.

По области применения

· индустриальный стандарт - так называют широко применяемые, очень дешевые ОУ общего применения со средними характеристиками;

· прецизионные ОУ имеют очень малые напряжения смещения, применяются в точных измерительных схемах;

· с малым входным током ОУ. Все ОУ, имеющие полевые транзисторы на входе, обладают малым входным током.

· микромощные и программируемые ОУ потребляют малый ток на собственное питание. Такие ОУ не могут быть быстродействующими, так как малый потребляемый ток и высокое быстродействие -- взаимоисключающие требования. Программируемыми называются ОУ, для которых все внутренние токи покоя можно задать с помощью внешнего тока, подаваемого на специальный вывод ОУ;

· мощные (сильноточные) ОУ могут отдавать большой ток в нагрузку, то есть допустимое сопротивление нагрузки меньше стандартных 2 кОм, и может составлять до 50 Ом;

· низковольтные ОУ работоспособны при напряжении питания 3 В и даже ниже;

· высоковольтные ОУ - Все напряжения для них (питания, синфазное входное, максимальное выходное) значительно больше, чем для ОУ широкого применения;

· быстродействующие ОУ имеют высокую скорость нарастания и частоту единичного усиления. Такие ОУ не могут быть микромощными, и как правило выполнены на биполярных транзисторах;

· малошумящие ОУ;

· звуковые ОУ имеют минимально возможный коэффициент гармоник;

· для однополярного питания - ОУ обеспечивают выходное напряжение, практически равное напряжению питания;

· специализированные ОУ обычно разработаны для конкретных задач (подключение фотодатчика, магнитной головки, и др.). Могут содержать в себе готовые цепи ООС или отдельные необходимые для этого прецизионные резисторы.

По входным сигналам:

· обычный двухвходовый ОУ;

· ОУ с тремя входами: третий вход, имеющий коэффициент передачи +1, используется для расширения возможностей ОУ, например, смещение по напряжению выходных сигналов относительно входных, или возможность построения каскада с высоким выходным сопротивлением синфазному сигналу

По выходным сигналам:

· обычный ОУ с одним выходом;

· ОУ с дифференциальным выходом

5. Импульсные генераторы, выполненные на основе операционных усилителей

Импульсные генераторы применяются для дискретной и аналоговой техники. В зависимости от назначения устройства к генераторам предъявляются различные требования. Более важным является требование стабильности частоты формулируемого сигнала.

Схема генератора импульсов на операционном усилителе и формы выходных сигналов показаны на рис. 5, а, б.

Рис. 5 Импульсный генератор на ОУ.

а - симметричный импульсный генератор, б - формы выходных сигналов, в - генератор с двойной отрицательной обратной связью (ООС)

Выходное напряжение генератора скачком переключается между двумя уровнями благодаря положительной обратной связи через резисторы R1 и R2.

Переключение происходит в момент, когда на входах усилителя напряжения равны. При положительном выходном напряжении конденсатор заряжается через резистор R3. При равенстве напряжений на входах ОУ переходит в другое состояние, на выходе его появляется отрицательное напряжение. Конденсатор начинает разряжаться через резистор R3. Выходной сигнал имеет форму меандра.

Период следования импульсов Т= CR1R3/(R1+R2).

Для получения выходного сигнала со скважностью более двух необходимо разделить зарядную и разрядную цепи конденсатора. Это можно сделать с помощью схемы указанной на рис. 5, в. Генератор работает в диапазоне частот от 10 Гц до 1 МГц.

6. Компаратор на операционном усилителе

Компаратор (аналоговых сигналов) -- электронная схема, принимающая на свои входы два аналоговых сигнала и выдающая логическую «1», если сигнал на неинвертирующем входе («+») больше, чем на инвертирующем входе («?»), и логический «0», если сигнал на неинвертирующем входе меньше, чем на инвертирующем входе.

На рис.6 показана схема компаратора на ОУ, на его выходе формируется двухполярный сигнал

Рис. 6 Компаратор на операционном усилителе

Одно напряжение сравнения двоичного компаратора делит весь диапазон входных напряжений на два поддиапазона. Двоичный логический сигнал (бит) на выходе двоичного компаратора указывает, в каком из двух поддиапазонов находится входное напряжение.

Простейший компаратор представляет собой дифференциальный усилитель. Компаратор отличается от линейного операционного усилителя устройством и входного, и выходного каскадов:

· Входной каскад компаратора должен выдерживать широкий диапазон входных напряжений между инвертирующим и неинвертирующим входами, вплоть до размаха питающих напряжений, и быстро восстанавливаться при изменении знака этого напряжения.

· Выходной каскад компаратора выполняется совместимым по логическим уровням и токам с конкретным типом входов логических схем (технологий ТТЛ, ЭСЛ и т. п.). Возможны выходные каскады на одиночном транзисторе с открытым коллектором (совместимость с ТТЛ и КМОП логикой).

· Для формирования гистерезисной передаточной характеристики компараторы часто охватывают положительной обратной связью. Эта мера позволяет избежать быстрых нежелательных переключений состояния выхода, обусловленном шумами во входном сигнале, при медленно изменяющемся входном сигнале.

При подаче эталонного напряжения сравнения на инвертирующий вход входной сигнал подаётся на неинвертирующий вход, и компаратор является неинвертирующим.

При подаче эталонного напряжения сравнения на неинвертирующий вход входной сигнал подаётся на инвертирующий вход, и компаратор является инвертирующим (инвертором).

Несколько реже применяются компараторы на основе логических элементов, охваченных обратной связью.

При математическом моделировании компаратора возникает проблема выходного напряжения компаратора при одинаковых напряжениях на обоих входах компаратора. В этой точке компаратор находится в состоянии неустойчивого равновесия.

В аналоговой схемотехнике компаратор обычно реализуется на базе операционного усилителя, охваченного резистивной положительной обратной связью.

6.1 Компараторы с двумя и более напряжениями сравнения

Строятся на двух и более дифференциальных усилителях.

Компараторы, построенные на двух дифференциальных усилителях, можно условно разделить на двухвходовые и трёхвходовые. Двухвходовые компараторы применяются в тех случаях, когда сигнал изменяется достаточно быстро

Троичный компаратор

Трёхвходовой (троичный) компаратор имеет два напряжения сравнения. Два напряжения сравнения делят весь диапазон входных напряжений на три нечётких поддиапазона в нечёткой троичной логике, которым присваиваются три чётких значения в чёткой троичной логике. Двухбитный троичный (2B BCT) логический сигнал на выходе троичного компаратора указывает, в каком из трёх поддиапазонов находится входное напряжение. Логическая часть троичного компаратора выполняет унарную троичную логическую функцию -- «повторитель». Двухбитный троичный логический сигнал (2B BCT) может быть преобразован в трёхбитный логический сигнал (3B BCT) или в трёхуровневый логический сигнал (3LCT).

Троичный компаратор является простейшим одноразрядным троичным аналогово-цифровым преобразователем (АЦП).

Троичный компаратор является переходником из нечёткой троичной логики в чёткую троичную логику для решения задач нечёткой троичной логики средствами чёткой троичной логики.

Применяется в прецизионном триггере Шмитта с RS-триггером.

Троичный компаратор низкого качества с двоичными компараторами на цифровых логических элементах применён в троичном индикаторе напряжения источника питания с преобразованием двухбитного логического сигнала (2B BCT) в трёхбитный одноединичный (3B BCT).

Многовходовые компараторы.

Входной каскад параллельных АЦП прямого преобразования является многоуровневым компаратором. В нём применяются напряжений сравнения, где n -- количество битов выходного кода.

Области применения:

· детекторы пересечения нуля;

· детекторы перенапряжений;

· широтно-импульсные модуляторы;

· прецизионные выпрямители;

· аналого-цифровые преобразователи;

· дельта-сигма модуляторы для АЦП.

7. Триггер Шмитта выполненный на операционном усилителе

Триггер Шмидта - это компаратор с коэффициентом возврата, меньшим 1. В отличие от компаратора, на неинвертирующий вход ОУ подается не постоянное опорное напряжение, а напряжение обратной связи: часть выходного напряжения ОУ с делителя напряжения R1, R2 (рис.7). То есть, опорное напряжение триггера Шмидта не остается постоянным, а изменяется в зависимости от состояния (выходного напряжения) ОУ.

Рис. 7 Принципиальная электрическая схема триггера Шмитта

Как и в схеме компаратора, на инвертирующий вход ОУ подается входное напряжение. В отличие от компаратора, у которого входное и опорное напряжения можно было подавать как на инвертирующий, так и на неинвертирующий входы ОУ, у триггера Шмидта напряжение обратной связи должно подаваться обязательно на неинвертирующий вход ОУ (положительная обратная связь), а входное напряжение, соответственно, - только на инвертирующий вход.

Примем, например, коэффициент деления делителя R1, R2:

КДЕЛ = 0,01

то есть:

UОП = 0,01*UВЫХ

Следовательно, при выходном напряжении ОУ в режиме насыщения примерно равном ±13 В опорное напряжение будет иметь значения:

UОП = ±0,13 В

При достаточно большом отрицательном входном напряжении, заведомо меньшем величины ±UОП, выходное напряжение ОУ (рис.8):

UВЫХ = +13 В

Тогда опорное напряжение:

UОП = +0,13 В

Рис. 8 Характеристика триггера Шмитта

Если входное напряжение триггера Шмидта будет увеличиваться, то пока оно не достигнет опорного (+0,13 В), ничего не изменится. Как только входное напряжение превысит величину +0,13 В, выходное напряжение ОУ изменится от +13 В до -13 В. Соответственно, опорное напряжение ОУ изменится с +0,13 В на -0,13 В. При дальнейшем увеличении входного напряжения ничего не изменяется.

Если входное напряжение начать уменьшать, то пока оно не достигнет опорного (-0,13 В), ничего не изменится. Как только входное напряжение станет меньше -0,13 В, выходное напряжение ОУ изменится от -13 В до +13 В. Соответственно, опорное напряжение ОУ изменится с -0,13 В на +0,13 В. При дальнейшем уменьшении входного напряжения ничего не изменяется.

7.1 Применение триггера Шмитта

Схема триггера Шмитта находит применение в самом широком спектре приложений, как аналоговых, так и цифровых. В интегральном исполнении логические элементы с триггерами Шмитта выпускаются во многих сериях. Такие элементы входят в состав как ТТЛШ, так и КМОП-серий. Универсальность ТТЛШ-триггера Шмитта ограничена узким диапазоном питающих напряжений (обычно 4,5 -- 5,5 В), ограниченными возможностями согласования по уровням напряжения с другими сериями, низким входным сопротивлением и несбалансированной выходной характеристикой.

Триггер Шмитта, изготовленный по КМОП технологии, по сравнению с ТТЛШ-триггером Шмитта, обладает целым рядом преимуществ. Поэтому он используется в тех приложениях, где последний окажется неработоспособен. Эти приложения включают: согласование операционных усилителей с цифровыми схемами, передача и прием сигналов при работе на длинные линии, схемы преобразователей уровня и некоторые другие. Триггер Шмитта, выполненный по КМОП технологии имеет следующие преимущества:

· высокое входное сопротивление (1012 Ом);

· сбалансированные входные и выходные характеристики;

· пороговое напряжение симметрично относительно половины питающего напряжения;

· практически одинаковые вытекающий и втекающий выходные токи;

· амплитуда выходного напряжения практически равна напряжению источника питания;

· изменение порогового напряжения мало зависит от температуры;

· широкий диапазон питающих напряжений (3 --15 В для серий К561 и КР1561);

· возможность применения в схемах с двуполярным питанием;

· низкое энергопотребление, даже в моменты переключения;

· высокая помехоустойчивость.

8. Настройка, регулировка генераторов с применением измерительных приборов

Электрическая схема первого варианта высокочастотного генератора представлена на рис. 9. Здесь на ZQ1 выполнен керамический фильтр. Генератор устойчиво возбуждается с большинством трехвыводных фильтров, например, ФП1П-0,24 с частотой 465 кГц, и со многими керамическими фильтрами от блоков цветности и радиоканала телевизоров на частотах 4…6,5 МГц,

В генераторе, реализованном по схеме рис. 9, на месте ZQ1 можно использовать пьезоэлектрический звукоизлучатель с отводом, который будет работать на частоте собственного механического резонанса LC контура с трансформаторной связью между обмотками, резонансную частоту которого можно будет легко перестраивать в широких пределах, а также некоторые типы ультразвуковых линий задержек и фильтров на ПАВ.

Для настройки генераторов, реализованных по этим схемам, необходимы осциллограф и цифровой частотомер с активным высокоомным выносным щупом, имеющим входную емкость не более 5 пФ и не шунтирующим входной сигнал амплитудой 5 В.



Рис. 9 ВЧ генератор с фильтром

На рис. 10 приведена схема генератора, в котором частота задается кварцевым резонатором ZQ1.

Рис. 10 ВЧ генераторс кварцевым резонатором

9. Техника безопасности

1. Перед началом работы убедиться в исправности монтажного инструмента и его соответствии предстоящей работе. Стержень паяльника не должен качаться, ручка его не должна иметь трещин, в шнур не должен иметь нарушений изоляции.

2. Паяльные работы в блоках, стойках, шкафах и других изделиях необходимо выполнять, только убедившись в полном снятии с них напряжения.

3. Работы по монтажу и демонтажу изделий, связанные с опасностью засорения или ожога глаз припоем, следует выполнять в защитных очках.

4. При выполнении монтажных работ на металлических поверхностях в положениях лежа, сидя и с колена должны использоваться маты или наколенники.

5. В случае отсутствия приспособления для механического удаления припоя следует пользоваться пинцетом.

6. Во избежание образования брызг при паяльных работах необходимо флюс наносить тонким слоем, а лишний припой с жала паяльника удалять специально предназначенными для этого салфетками.

7. Припаиваемый провод нужно придерживать пинцетом.

8. Паяльник в перерывах между пайкой следует держать на металлической или теплостойкой подставке либо в специально оборудованном для него месте.

9. Пользоваться химическими веществами, содержащимися в емкостях, разрешается только при наличии этикеток с указанием содержимого.

10. Зачистка концов провода методом обжига должна производиться только при включенной местной вентиляции.

11. Детали перед их облуживанием в тигле должны быть хорошо просушены.

12. При использовании бокорезов откусывать провода следует в направлении от себя, а также применять экраны для защиты окружающих от отлетающих частиц.

13. Растворители (спирт, ацетон, бензин и другие горючие вещества), применяемые для промывки мест пайки, должны храниться в небьющейся таре, в стороне от паяльника.

После окончания работы необходимо:

1) отключить паяльник и обжигающее устройство от электросети;

2) обтереть инструменты и приспособления и убрать их в отведенные для этого места (паяльник при этом должен быть холодным);

3) очистить рабочее место от припоя, канифоли, протереть влажной салфеткой поверхность стола;

4) салфетки и ветошь убрать в специально предназначенные для них емкости;

5) остатки растворителей сдать в установленное место;

6) сполоснуть руки однопроцентным раствором уксусной кислоты, затем вымыть их горячей водой с мылом, прополоскать рот и почистить зубы;

При производстве радиоэлектронной аппаратуры широко используются изоляционные материалы, в процессе механической обработки которых образуется много пыли и выделяются газообразные продукты разложения материала. Поэтому рабочие места обязательно должны быть оборудованы местной вытяжной вентиляцией. Полностью устранить вредное воздействие слоистых изоляционных материалов при механической обработке (гетинакса, текстолита и др.) можно только путем ее автоматизации.

Электромонтажные работы ведутся в основном с применением пайки. В связи с тем, что в состав припоев входит свинец, необходимо использование защитных мер для предотвращения отравлении организма, вызывающего изменения в нервной системе, крови и сосудах человека. Флюсы, применяемые при пайке (канифольно-спиртовой, хлористый цинк), также являются токсичными. Так, канифоль вызывает раздражение кожи и появление сыпи а хлористый цинк -- ожог кожи и слизистой оболочки. Для предотвращения вредного воздействия все припои, флюсы и другие химические вещества должны храниться в специальной плотно закрытой таре. Помимо общеобменной приточно-вытяжной вентиляции рабочее место пайки оборудуется местной вытяжной вентиляцией, обеспечивающей концентрацию свинца в рабочей зоне (не больше предельно допустимой нормы). При работе с паяльником необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать ожогов, особенно при использовании паяльников мощностью 200 ... 300 Вт, применяемых для пайки крупных деталей. Большой осторожности требует также лужение концов проводов и выводов радиодеталей при использовании ванночки с расплавленным припоем. При зачистке изоляции путем обжига происходит выделение дыма с тяжелым и неприятным запахом. Поэтому при обжиге большой партии проводов необходимо пользоваться вытяжным шкафом с хорошей вентиляцией.

Список литературы

«Аналоговые интегральные микросхемы: Справочник», Б.П. Кудряшов, Ю.В. Назаров, 1981 г.

«Импульсная техника» Браммер Ю.А., Пащук И.Н. 2008 г.

«Электронная техника» Горошков Б.И., Горошков А.Б. 2008 г.

«Технология монтажа и регулировка радиоэлектронной аппаратуры и приборов», Л. Н. Гуляева, 2009 г.,

https://ru.wikipedia.org/wiki/Операционный_усилитель

http://rza-lekcii.ru/6/9/1/11

Размещено на Allbest.ru