лемента Е2 через його вихідний опір rвих12 і резистор R1. Позитивна напруга, що з'явилося на резисторі R1 при зарядці конденсатора С1 і перевищує рівень Uпор, підтримує елемент Е1 може, відповідному логічному «О» на виході. Конденсатор С2, зарядити до напруги, близького до Е1 - Uпор, розряджається через вихідний опір rвих01 і діод Д2. Коли напруга на резисторі R1 у міру зарядки конденсатора С1 знизиться до значення Uпор, знову розвивається лавинний процес перемикання елементів Е1 і Е2 і процеси в пристрої повторюються.
Рис. 5 Вид імпульсів на виході мультивібратора на дискретних компонентах.
Для зміни частоти імпульсу на виході мультивібратора потрібно міняти значення резистора R, 1. Для мультивібратора на дискретних компонентах:
.
Міняючи номінал, ми будемо змінювати частоту. Резистор Rб2 залишається постійним і знаходиться:
Таким чином, змінюючи номінали резисторів можна домогтися зміни частоти імпульсів при постійній тривалості коливань мультивібратора. Дискретної зміни частоти імпульсів можна домогтися, включаючи поперемінно резистори з різними номіналами за допомогою електронного комутатора, який управляється мікроконтролером.
Вибір та обґрунтування структурної схеми розроблювального пристрою.
Рис. 6 Структурна схема розроблювального пристрою
Розглянемо докладніше дану структурну схему. Від джерела живлення подається постійна напруга на електронний комутатор, мікроконтролер і мультивібратор. За допомогою електронного комутатора відбувається перемикання між частотозадающей резистором, тим самим змінюється частота імпульсу з певною дискретністю в заданому діапазоні значень. У свою чергу режим роботи електронного комутатора визначається двійковим кодом, поданим з виходів мікроконтролера на адресні входи комутатора.
Електронний комутатор повинен мати один вхід і п'ять виходів (або більше), тому до нього підключаються п`ять частотозадающих резисторів. Якщо комутатор має меншу кількість виходів, то будуть використовуватися кілька електронних комутаторів. Залежно від кількості використовуваних комутаторів визначається розрядність мікроконтролера. При використанні одного електронного комутатора будуть використовуватися 4-ох розрядний мікроконтролер, при використанні двох - повинно бути мінімум 5 розрядів в порте введення-виведення мікроконтролера.
Сигнал, поступово з електронного комутатора на мультивібратор, перетворюється і на виході мультивібратора спостерігаються імпульси напруги прямокутної форми різної частоти, в залежності від обраного резистора.
Ця структурна схема приваблива своєю простотою виконання і відносно невеликою вартістю елементної бази.
Вибір елементної бази, розробка принципової схеми, її опис і розрахунок елементів
Як вже було сказано, за основу даного проекту я взяв мультивибратор на біполярних транзисторах (малюнок 7).
Мультивибратор, зібраний по основній схемі, являє собою двохкаскадний резистивний підсилювач, побудований на транзисторних ключах-инверторах.
Позитивний зворотний зв'язок мається на схемі за рахунок того, що вихід одного ключа з'єднаний з входом іншого. Дійсно, якщо щодо емітера потенціал бази транзистора VT1 стане, приміром, більш негативним, то потенціал колектора VT1 (і бази VT2) виявиться більш позитивним, а потенціал колектора VT2 (і бази VT1) - більш негативним. Так, до первісного збільшенню потенціалу додається прирощення того ж знака, що надходить у вихідну точку по петлі зворотного зв'язку. Зауважимо, що ланцюг позитивного зворотного зв'язку замикається і нормально функціонує, коли обидва транзистора відімкнуті і працюють в усилительном режимі.
Розглянемо момент часу, коли транзистор Т 1 насичений, а транзистор Т 2 замкнений, конденсатор З 1 розряджений, а конденсатор З 2 заряджений до напруги Е (мінус на лівій, плюс - на правій обкладці конденсатора). При аналізі роботи мультивібратора буде показано, що протягом кожного періоду коливань такий стан обов'язково має місце.
У схемі почнуться такі процеси: а) процес зарядки конденсатора С1; б) процес розрядки конденсатора С2. Розряджений конденсатор С1 заряджається від джерела живлення -Е через резистор Rк2 і емітерний перехід насиченого транзистора T1. Постійна часу ланцюга зарядки С1 має значення.
Заряджений конденсатор С2 перезаряджається. Постійна часу ланцюга перезарядки С2 має значення.
Виведемо умова насичення транзистора Т1. Ко...
