 |
Принципиальная схема мультивибратора управления разверткой осциллографа C1-67
Расчет элементов принципиальной схемы мультивибратора управления разверткой осциллографа удобно вести по схеме (рис. 3).
В качестве активного элемента эмиттерного повторителя выберем транзистор малой мощности, высокой частоты. Напряжение питания эмиттерного повторителя выберем из усл. Eп1>Uвых=1В, т.о., ЕП1=-10 В.
Подойдет транзистор 1Т308А, который имеет следующие характеристики:
- мощность рассеяния коллектора Pkmax=150 mВт;
- граничная частота fгр>90 МГц;
- предельное напряжение коллектор-база Uкбо=20 В;
- предельно допустимое напряжение эмиттер-база Uэб=3 В;
- максимальный ток коллектора Iк мах=50 мА;
- коэффициент передачи тока базы h21 э=20..75.
По семейству выходных ВАХ выберем ток покоя коллектора Ik max=3 мА. Падение напряжения на сопротивлении R11 должно составлять примерно 0.1Еп.
Резистор R8 обеспечивает необходимое напряжение смещения рабочей точки.
, где 
По входной ВАХ из справочника определяем
.
Для расчета величины сопротивления резистора R9 определим напряжение питания усилителя напряжения (VT2) из условия 
, выберем Еп=+6 В.
.
Падение напряжения на резисторе R6 должно составлять примерно 2В, т.е. UR6=Iк2R6=2 В, тогда:
Выберем активный элемент усилителя напряжения, т.е. транзистор VT2. Это должен быть высокочастотный n-p-n транзистор малой мощности с напряжением 
,здесь 1.5-коэффициент запаса.
Подойдет транзистор 1Т311А, который имеет следующие технические характеристики:
- мощность рассеяния транзистора Рк мах=150 мВт;
- граничная частота 
;
- предельно допустимое напряжение коллектор-база Uкб0=12 В;
- предельно допустимое напряжение эмиттер-база Uэб0=2 В;
- максимальный ток коллектора Iк мах=50 мА;
- коэффициент передачи тока базы h21=15..80.
По семейству выходных ВАХ,приведенных в справочнике, выберем ток покоя транзистора VT2- Iк2=1.5 мА, при Uкэ=3.7 В.
Учитывая то, что ток делителя R8,R9 так же протекает через резистор R6. Определим величину резистора R6:
Тунельный диод VD3 выбираем из условия, что участок его ВАХ с отрицательным дифференциальным сопротивлением должен быть расположен в диапазоне напряжений, охватывающем рабочую точку Uбэ2 транзистора VT2.
Ток базы VT2 составит:
По входной ВАХ определяем 
Подойдет туннельный диод 3И306Р. Для «развязки» туннельного диода VD3 и транзистора VT2 служит резистор R7. Его величина выбирается из условия 
.
Выберем R7=100 Ом.
Транзистор VT1 источника тока должен иметь 
. Этому условию удовлетворяет транзистор 2Т301Е, это кремниевый n-p-n транзистор с коэффициентом передачи тока базы h21=40..180; мощность рассеяния коллектора Pк мах=150 мВт; максимальный ток коллектора Iк мах=10 мА, Uкб0 мах=30 В, Uэб0=3 В.
По семейству выходных ВАХ выберем ток покоя транзистора VT1 Iк1=2 мА, при Uкэ1=4 В.
Учитывая, что напряжение на диоде VD3=Uбэ2 и падение напряжения на резисторе R7 
-- малая величина, имеем:
,
.
Из справочника, по ВАХ туннельного диода, имеем
, тогда
.
Прямое напряжение отпирания диода VD2 UVD3 на туннельном диоде UпорVD2>UVD3. Этому условию удовлетворяет кремниевый диод типа КД503Б или 2Д503Б с 
.
Диод VD1 – любой кремниевый маломощный с прямым током 
.
Подойдет распространенный диод типа Д220.
Ток делителя R1,R2 принимаем равным 
Напряжение на базе транзистора VT1 определяется, как
.
По входной ВАХ транзистора VT1 из справочника находим
,
.
По закону Кирхгофа 
.
Возьмем ток делителя с запасом:Iд=0.16 мА.
, где ток VD1 определяем по ВАХ диода из справочника:
,
,
,
, где напряжение управления Еупр выбрано равным 50 В.
.
Мощности, рассеиваемые резисторами, 
не превысят 0.25 Вт. Поэтому можно применить резисторы МЛТ-0.25.
В ходе расчета по постоянному току были определены:
VT1-2T301E VD1-Д220
VT2-1T311A VD2-2Д503Б
VT3-1T308A VD3-3И306Р
R1=15 кОм МЛТ-0.25
R2=10 кОм
R3=220кОм МЛТ-0.25
R4=270 кОм МЛТ-0.25
R5=820 Ом МЛТ-0.25
R6=820 Ом МЛТ-0.25
R7=100 Ом МЛТ-0.25
R8=10 кОм МЛТ-0.25
R9=6.8 кОм МЛТ-0.25
R10=220 Ом МЛТ-0.25
R11=330 Ом МЛТ-0.25
7. Расчет принципиальной схемы мультивибратора управления разверткой по временному току
В результате расчета по переменному току схемы мультивибратора управления разверткой (рис.3) определим номиналы конденсаторов.
Величину емкости С6 выбираем исходя из постоянной времени t корректирующей цепочки R9C6 , постоянная времени этой цепи
.
Здесь fв=10 МГц – верхняя граничная частота исследуемого сигнала (из паспорта), 0.707 – уровень, по которому определяется полоса пропускания.
Тогда из 
найдем 
.
Аналогично определяем емкость С7, исходя из постоянной времени R11C7 – цепочки.
, отсюда 
.
Конденсатор Сбл – блокировочный на высокой частоте выбран в пределах 0.1 мкФ, исходя из условия 
.
Частота следования импульсов мультивибратора (частота развертки) определяется постоянной времени RC – цепи, подключаемой к туннельному диоду VD3. Период развертки 
,
где R=R5 +h11 VT1 – сумма резистора R5, подключенного к VD3 и входного сопротивления h11 транзистора VT1, который подключен последовательно с резистором R5.
Величина емкости C2 определяет частоту развертки осциллографа и задается переключателем, расположенным на передней панели осциллографа.
Величина параметра h11VT1 составляет величину:
.
R = R5 + h11 = 800 + 26050 = 26.85 (кОм).
Определим минимальное и максимальное значение емкости С2, исходя из минимального и максимального периода развертки.
Согласно паспортным данным Tp max=0.01 с, Tp min=1 мкс.
В результате расчета по переменному току выбраны конденсаторы:
Сбл=0.1 мкФ
С2=43 пФ
С3=510 пФ
С4=2200 пФ
С5=0.1 мкФ
С6=22 пФ
С7=430 пФ
Все конденсаторы выбраны типа КМ-5а-Н30. Это керамические конденсаторы, в которых диэлектриком служит высокочастотная керамика. Они характеризуются высокими электрическими показателями и сравнительно небольшой стоимостью.
Выбранная группа по ТКЕ-Н30, что означает изменение емкости 
.
8. Расчет печатного узла
8.1 Расчет посадочных мест
 |
Печатная плата мультивибратора управления разверткой
Рис. 4
 |