Міністерство освіти і науки України Національний університет "Львівська політехніка" Кафедра автоматизованих систем управління Завдання на розрахунково-графічну роботу з дисципліни : “Комп’ютерна схемотехніка” На тему Розрахунок імпульсних пристроїв та побудова лічильників імпульсів  Львів – 2010/2011 навч. Рік.Зміст Генератор прямокутних імпульсів (ГПІ). Опис роботи схеми генератора. Розрахунок і вибір елементів схеми генератора. Моделювання роботи генератора. Лічильник імпульсів (подільник частоти). Опис роботи схеми лічильника. Розрахунок і вибір елементів схеми лічильника. Моделювання роботи лічильника. Моделювання роботи спроектованого пристрою. Використана література. Додатки. Додаток 1. Схема електрична принципова спроектованого пристрою. Додаток 2. Специфікація спроектованого пристрою. Додаток 1. Паспорті дані використаних елементів.  Генератор прямокутних імпульсів Генераторами електричних сигналів називають релаксаційні схеми, на виході яких виникає періодично-повторюваний сигнал певної форми. За формою сигналу виділяють генератори гармонічних сигналів і негармонічних (генератори імпульсів прямокутної, трикутної та ін. форми). Якщо схема, при ввімкненні живлення, автоматично переходить в релаксаційний режим роботи, то такі генератори називають автоколивними. Якщо умова балансу фаз і балансу амплітуд використовується не для однієї частоти, а певного спектру частот, то такий генератор збуджується в цьому спектрі і форма вихідних коливань стає відмінною від синусоїдальних. У випадку, якщо спектр
, одержують генератор прямокутних імпульсів. В найпростішому випадку, це мультивібратор, що складається з двох каскадів підсилювача, охоплених 100% зворотним зв’язком за змінною складовою. Опис роботи схеми генератора В ідеальному випадку, схема повинна бути абсолютно симетричною за параметрами елементів, тоді при ввімкненні живлення на виходах 1 і 2 формуються інверсні один до одного, практично прямокутні імпульси. В процесі релаксації, схеми визначаються часом перезарядки конденсаторів, ввімкнених в кола зворотного зв’язку. Процес перемикання включає 2 етапи, протягом яких формується імпульс тривалості
або
. Початковий стан при ввімкненні напруги в ідеальному випадку є невизначеним і залежить тільки від флуктуації струмів в базових та колекторних колах каскадів. Якщо з самого початку струм колектора VT1 є дещо більшим порівняно з
, то це означає, що базова U на VT1 є більш відкриваючою, порівняно з
VT1. тоді потенціал колектора VT1 починає зменшуватись і це зменшення не передається на базу VT2. Таким чином, VT1 повністю відкривається, а VT2 – закривається. Тривалість формування імпульсу (фронту), в даному випадку, залежить від постійної часу
, протягом якої конденсатор
буде заряджатися через відкритий перехід база-емітер VT1, і U на резисторі

визначається величиною цього опору і струмом зарядки. Струм конденсатора визначається
; тоді маємо:

, підставивши, отримаємо: . Таким чином, одержимо звичайне диференційне рівняння, яке описує часову залежність формування U на обкладках конденсатора
при фіксованих параметрах елементів кола
та
:
. Якщо проінтегрувати останнє рівняння, то отримаємо:
;
; lnC – постійна інтегрування, з точністю до якої розв’язується диференційне рівняння. Значення параметру С визначається граничними або початковими умовами задачі. Після потенціонування останнього виразу, отримаємо:
; при t→0,
→0 – початковий стан ;
- напруга на конденсаторі.
;
;
. Взагалі-то прийнято, що імпульс є сформованим, якщо напруга формування досягає 0,9Uж =Uc(t). З цієї умови можна визначити час, протягом якого формується тривалість фронту імпульсу tф=t1-t0. Для визначення фронту використаємо останнє рівняння: 0,9Uж=
;
; Після логарифмування цього виразу отримаємо:
;
; Тривалість імпульсу tім=t2-t0, визначається часом перезарядки конденсатора С1 через відкритий перехід транзистора VT1 і базовий резистор Rб2, оскільки саме напруга на цьому конденсаторі сформована до моменту часу ...