Генератор пилообразного напряжения

Содержание
Введение 4
1. Эскизное проектирование. 5
1.1. Выбор и обоснование структурной схемы генератора. 5
1.2. Функциональная схема генератора и временные диаграммы. 6
1.3. Расчет генератора 7-9
2. Расчет схемы электрической принципиальной. 9
2.1. Выбор ИМС операционных усилителей и диода. 9-11
2.2. Схема электрическая принципиальная 11
2.3. Выбор резисторов и конденсатора. 12
Заключение. 13

Генератор пилообразного напряжения (ГПН) – устройство, формирующее на выходе т.н. пилообразные импульсы. Импульсы пилообразной формы имеют линейно-нарастающий участок – участок прямого хода - и участок обратного хода. Участок обратного хода, должен быть как можно более коротким во времени. ГПН широко применяется в различной измерительной и испытательной аппаратуре как виде самостоятельного устройства, так и ввиде функционального узла.
ГПН может быть цифровым либо аналоговым. Цифровой ГПН использует тактируемый генератором тактовых импульсов двоичный счетчик, код на выходе которого растет до определенного значения (после чего – сброс и счетчик считает по новой). Далее этот код преобразуется в аналоговую форму, и после некоторых операций «восстановления» получается пилообразное напряжение.
В аналоговом же ГПН используется то обстоятельство, что начальный участок зарядной характеристики интегрирующей RC цепочки – линейный.
Применение операционного усилителя (ОУ) позволяет создать на основе этой цепочки т.н. интегратор.
Не вдаваясь в подробности, скажем, что интегратор при подаче на вход постоянного напряжения ведет себя как генератор линейно-изменяющегося напряжения (ГЛИН).
Охватив такой ГЛИН следящей обратной связью (т.е. обратной связью, глубина которой меняется в зависимости от «поведения» напряжения на выходе), можно в частности получить и ГПН.
Оба подхода к построению ГПН имеют свои достоинства и недостатки.
Главный «минус» цифрового ГПН – напряжение на его выходе имеет все же ступенчатую форму, которую необходимо «сглаживать». Помимо этого он достаточно сложен в построение, поэтому, как правило, предпочтение отдается аналоговому ГПН.

В данном курсовом проекте мы разработаем аналоговый генератор пилообразного напряжения, с временем импульса 5мС (частота следования импульсов 250 Гц), способный отдавать в нагрузку ток не менее 20мА.
Для построения интегратора и следящей обратной связи мы применим современную элементную базу – операционные усилители (ОУ). Нагрузочную способность обеспечим посредством выходного повторителя, также выполненного на ОУ.

Разработать генератор пилообразного напряжения со следующими характеристиками:

 Период генерируемых колебаний (Т),мс – 5
 Время обратного хода (tобр),мкс – 10
 Точность,% - 0,1
 Диапазон изменения напряжения на выходе (Umin..Umax),B –0..5
 Напряжение питания (+-В): +-9
 Сопротивление нагрузки минимальное (Rнmin),КОм – 10
 Максимальный ток, отдаваемый в нагрузку (Iнmax),мА – 0,5