Розрахунок електронного пристрою і генератора імпульсів
Генератор - пристрій, призначений для перетворення енергії механічного руху в енергію електричного струму. Використання принципу електромагнітної індукції. Типи генераторів і їх параметри. Функціональна схема електронного пристрою та генератора імпульсів.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 19.08.2012 |
| Размер файла | 674,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
- Вступ
- 1. Основні поняття
- 1.1 Типи генераторів і їх параметри
- 1.2 Класичний генератор
- 1.3 Кварцовий генератор
- 1.4 Генератори імпульсів
- 1.5 Генератори гармонійних коливань
- 2. Розрахунок електронного пристрою і генератора імпульсів
- 2.1 Завдання і дані до роботи
- 2.2 Розрахунок окремих вузлів схеми
- 2.3 Завдання і дані до роботи
- 2.4 Функциональная схема устройства
- 2.5 Опис функціональної схеми генератора імпульсів
- 2.6 Розрахунок окремих вузлів схеми
- 3. Охорона праці
- 3.1 Дія на людину електромагнітних та іонізуючих випромінювань і захист від них
- 3.2 Електрична ізоляція струмопровідних частин з погляду електробезпеки
- 3.3 Дія електричного струму на організм людини
- 3.4 Захист від інфразвуку
- 3.5 Захист від вібрації
- 3.6 Засоби автоматичного контролю
- 3.7 Нормування шуму
- Висновки
Вступ
Даний курсовий проект виконується для того що б підвищити рівень знань студентів по предмету електроніки. При виконанні даної роботи студент користуватиметься знаннями отриманими раніше на інших предметах радіотехнічного профілю. Це дозволить освіжити в пам'яті минулий матеріал, і тим самим допоможе при підготовці до іспиту.
Також при виконанні цієї роботи студент навчитися розраховувати підсилювальні пристрої звукової частоти. Ця робота є практичним вживанням матеріалу вивченого на лекційних заняттях. У даному курсовому застосовується оформлення по ГОСТу, що допоможе студентові надалі при оформлення диплома.
1. Основні поняття
Генератор пристрій, призначений для перетворення енергії механічного руху в енергію електричного струму, здебільшого використовуючи принцип електромагнітної індукції. Електричний генератор є електричною машиною з функцією, протилежною функції електродвигуна. Роль джерела механічної енергії для генератора можуть виконувати парова машина чипарова турбіна, потік води, що обертає колесо, вітер, двигун внутрішнього згорання або навіть сила людини.
Генератори поділяються на генератори змінного струму й генератори постійного струму.
Більшість генераторів використовує механічну енергію обертання. На відміну від них магнітогідродинамічні генератори використовують пряме розділення зарядів в потоці гарячого газу крізь магнітне поле, а тому не мають в своїй будові рухомих частин.
Електричний генератор складається з двох частин: рухомої - ротора й нерухомої - статора. Одна з цих частин, індуктор, використовується для створення магнітного поля, на іншій, якорі, змонтовані обмотки, з яких знімається електричний струм. Для створення магнітного поля використовуються постійні магніти, або електромагніти. Згенерований великий струм зручніше знімати з нерухомої обмотки, тому в генераторах змінного струму магніти змонтовані здебільшого на роторах.
1.1 Типи генераторів і їх параметри
Основним елементом електричної станції, в якому відбувається перетворення механічної енергії первинного двигуна в електричну енергію, є електричний генератор.
На сучасних електростанціях застосовуються майже виключно трифазні генератори змінного струму. В залежності від типу первинного двигуна вони поділяються на турбо- і гідрогенератори. Турбогенератори призначені для безпосереднього з'єднання з паровими або газовими турбінами і, так як особливістю цих турбін є їх швидкохідність, мають високу частоту обертання. Чим вище частота обертання турбіни, тим менше її габарити і більше к. п. д., тому природно прагнення підвищити швидкохідність турбогенераторів. Однак ця швидкохідність має межу, обмежений номінальною частотою мережі F = 50 Гц і мінімальним числом пар полюсів генератора р - 1:
п = 60f / р.
Таким чином, при частоті мережі 50 Гц, прийнятої в нашій країні і в країнах Західної Європи, максимальна частота обертання турбогенераторів дорівнює 3000 об / м, а в США і Японії, де частота мережі 60 Гц, найбільша частота обертання двополюсних турбогенераторів дорівнює 3600 об / мін.
В деяких випадках гранична частота обертання турбоагрегату визначається турбіною і повинна бути менше 3000 об / хв. Менша частота обертання вала турбіни дозволяє застосувати у вихлопних щаблях лопатки більшої довжини, здатні пропускати значно більше пара, і збільшити таким чином граничну потужність турбіни, обмежену механічними напруженнями в матеріалі лопаток останніх ступенів. Необхідність збільшення площі вихлопу виникає при конструюванні особливо потужних турбін (1,2 ГВт і більше), при низьких початкових параметрах пари (АЕС) і, нарешті, при конструюванні двохвальні турбін, які дозволяють побудувати турбоагрегат потужністю, не здійсненною в одновального виконанні на даному етапі розвитку турбобудування. Двохвальні турбоагрегати, що мають широке поширення в США, не застосовуються у нас через зниженого к. п. д. і складності їх експлуатації в порівнянні з одновальним.
електронний пристрій генератор імпульсів
1.2 Класичний генератор
У нескладних конструкціях, не критичних до стабільності тактового генератора, часто використовується послідовне включення декількох інверторів через RC-ланцюг. Частота коливань залежить від номіналів резистора і конденсатора. Основний мінус даної конструкції - низька стабільність. Плюс - гранична простота.
1.3 Кварцовий генератор
Частота власних коливань кварцового генератора може знаходитися в діапазоні від декількох кГц до сотень МГц. Вона визначається фізичними розмірами резонатора, пружністю і п'єзоелектричної постійної кварцу, а також тим, як вирізаний резонатор з кристала. Так як кварцовий резонатор є закінченим електронним компонентом, його частоту можна змінювати зовнішніми елементами і схемою включення в дуже вузькому діапазоні вибором резонансної частоти (паралельний або послідовний) або знизити паралельно включеним конденсатором. Існують, однак, кустарні методики підстроювання резонатора. Це доцільно у випадках, коли бажано мати кілька резонаторів з дуже близькими параметрами.
Для зменшення частоти на кристал короткочасно впливають парами йоду (це збільшує масу срібних обкладок), для збільшення частоти обкладки резонатора шліфують.
У 1997 році компанія Epson Toyocom випустила у світ серію генераторів SG8002, в конструктиві яких присутні блок підлаштування конденсаторів і два дільника частоти. Це дозволяє одержати практично будь-яку частоту в діапазоні від 1 до 125 МГц.
Однак, дане гідність неминуче тягне за собою недолік - підвищений джиттер (фазовий шум). Цитата:. Генератор з внутрішніми ланцюгами фазового автопідстроювання частоти необхідно з граничною обережністю застосовувати в схемах, що містять зовнішні ланцюга ФАПЧ.
1.4 Генератори імпульсів
Генератори імпульсів є важливою складовою багатьох радіоелектронних пристроїв. Найпростіший генератор імпульсів (мультівібратор) може бути отриманий з двох-каскадного УНЧ. Для цього достатньо поєднати вхід підсилювача з його виходом. Робоча частота такого генератора визначається значеннямиR1C1, R3C2 і напругою живлення показані схеми мультивібраторів, отримані простий перестановкою елементів (деталей) схеми. Звідси випливає, що одну й ту ж найпростішу схему можна зобразити різними способами.
Керований генератор прямокутних імпульсів [Р 10/76-60]. Генератор також представляє собою двокаскадний підсилювач, охоплений позитивним зворотним зв'язком. Для спрощення схеми генератора досить з'єднати емітери транзисторів конденсатором.
Ємність цього конденсатора визначає робочу частоту генерації. В даній схемі для управління частотою генерації в якості керованої напругою ємності використаний Варикап. Збільшення замикаючого напруги на варикапів призводить до зменшення його ємності. Відповідно, зростає робоча частота генерації.
1.5 Генератори гармонійних коливань
Електронним генератором гармонійних коливань називають пристрій, що перетворює енергію джерела постійного струму в енергію електромагнітних коливань синусоїдальної форми необхідної частоти й потужності.
Будь-який генератор гармонійних коливань являє собою підсилювач, охоплений контуром позитивного зворотного зв'язку (рис.1.1).
Рисунок 1.1 - Структурна схема генератора гармонійних коливань
Для виникнення в системі (рис.1.1) коливань синусоїдальної форми необхідне одночасне виконання двох умов [1]:
а) умова балансу амплітуд: ; (1.1)
б) умова балансу фаз: . (1.2)
При ПЗЗ частина вихідної напруги через контур ПЗЗ надходить на вхід підсилювача у фазі із вхідною напругою, що забезпечує задане значення . Щоб амплітуда вихідної напруги не змінилася, повинна бути виконана умова . Так як й , то з рівності випливає , або (умова балансу амплітуд).
Друга умова виникнення гармонійних коливань (тобто, забезпечення балансу фаз), полягає в тому, щоб фазові зрушення, що створюються підсилювачем () і ланкою зворотного зв'язка (), у сумі повинні бути кратними , тобто: (де n=0, 1, 2, 3,.).
Рівняння (1.1) вимагає від підсилювача такого коефіцієнта підсилення, при якому повністю компенсуються втрати напруги, що надходить через контур ПЗЗ.
Рівняння (1.2) визначає умову, при якій в замкнутій системі (підсилювач + контур ПЗЗ) забезпечується ПЗЗ.
Якщо вищезазначені умови виконуються лише на одній частоті, то в системі виникають гармонійні коливання. Якщо ж їх виконання справедливе для деякого спектру частот, то виникає генерація релаксаційних коливань.
Для одержання синусоїдальної форми вихідного сигналу використають кілька способів побудови схем.
2. Розрахунок електронного пристрою і генератора імпульсів
2.1 Завдання і дані до роботи
Потрібно розробити пристрій для вимірювання прискорення двох об'єктів рухаються зі швидкостями V1 (t) і V2 (t), а також отримання значень різниці їх прискорень у вигляді електричної напруги ДUa. Передбачити можливість вимірювання ДUa по стрілочному приладу на основі міліамперметра зі шкалою 0 ч 0,5 мА, а також можливість світлової індикації ДUa на основі світлодіодів таким чином: якщо прискорення першого об'єкта більше другого, то спалахує червоний світлодіод, в іншому випадку - зелений світлодіод. Передбачається, що на цих об'єктах встановлені датчики швидкості, мають вихідний електричний сигнал (струм), пропорційний швидкості:
I1 (t) = Kv • V1 (t), I2 (t) = Kv • V2 (t)
де Kv - коефіцієнт перетворення датчика.
Відомо, що швидкості об'єктів змінюються за законами:
V1 (t) = Vm (1 + cos2рѓ1t), V2 (t) = Vm (1 + cos2рѓ2t) де Vm - 5м / с, ѓ1 - 0,2 Гц, ѓ2 - 0,2 Гц.
Коефіцієнт перетворення датчика Kv = 0,1 мА (м / с) однаковий для обох датчиків. Максимальне значення ДUa = ± 10 В повинно відповідати максимальній різниці прискорень.
2.2 Розрахунок окремих вузлів схеми
Для всіх мікросхем з оу я використовую операційний підсилювач К1401УД13
Електричні параметри операційного підсилювача К1401УД13
|
№ п/п |
Найменування параметра |
Позначення |
Числове значення |
|
|
1 |
Коефіцієнт посилення на напрузі |
Ку. |
не менше 2000 |
|
|
2 |
Напруга споживання |
Uпит. |
±15 В |
|
|
3 |
Споживання струму |
Iпотр. |
8,5 нА |
|
|
4 |
Э.Д.С. пересування |
Uсм. |
±5 мВ |
|
|
5 |
Температурний коефіцієнт |
ТК. |
30 мкВ/К |
|
|
6 |
Струм входа |
Iвх. |
150 нА |
|
|
7 |
Коефіцієнт ослаблення синфазного сигналу |
Мсф. |
70 дБ |
|
|
8 |
Частота одиничного посилення |
f1 |
2,5 МГц |
|
|
9 |
Максимальна швидкість наростання вхідної напруги |
Vmax. |
0,5 В/мкс |
|
|
10 |
Максимальна вихідна напруга |
Uвых. max. |
12,5 В |
|
|
11 |
Опір навантаження |
Rн |
2 КОм |
Перетворювач ток - напруга:
схема:
(так як в стандартному ряді немає опору з номіналом в то я замість резистора поставив послідовно два опора номінали яких і).
Диференціатор:
схема:
Виберемо номінальне значення конденсатора зі стандартного ряду: припустимо , тому що в стандартному ряді немає спротиву з номіналом в то я замість резистора поставив послідовно чотири опору номінали яких , , и ). Перевіримо умову зворотного зв'язку
Таким чином: умова виконується.
Вибираю значення резисторів , , , зі стандартного ряду опорів:
припустимо ,
З того, що , а випливає, що
Перевіряємо умову зворотного зв'язку
Таким чином: умова виконується.
Перетворювач напруга - струм:
схема:
Перевіряємо умову зворотного зв'язку
Таким чином умова виконується.
Компаратор нульового рівня:
схема:
Даний компаратор перемикається при рівності сигналів і. Якщо, током паратор переходить в стан. Ця позитивна полярність відкриває транзистор npn типу VT1. Це транзистор КТ315В. Через нього починає протікати струм від джерела живлення через прямо включений світлодіодVD1. За умовою завдання ставимо в цьому ланцюзі червоний світлодіод АЛ102А. Якщо, то компаратор переходить в стан. Це негативна полярність відкриває транзистор pnp типу VT2. Це транзистор КТ315Е. Через нього починає протікати струм від джерела живлення через світлодіод VD2, в якості якого ставимо зелений світлодіод КІПДОЗА - 1Л.
Транзисторний ключ 1 (з червоним світлодіодом) схема:
Електричні параметри транзистора КТ315В
|
№ п/п |
Найменування параметра |
Позначення |
Числова характеристика |
|
|
1 |
Максимальна напруга колектор - база |
Uкбо |
40В |
|
|
2 |
Максимальна напруга колектор - емітер |
Uкэо |
40В |
|
|
3 |
Максимальна напруга коллектора |
Iкmax |
100мА |
|
|
4 |
Максимальна постійна разсіяна мощность колектора |
Ркmax |
0,15Вт |
|
|
5 |
Статичний коефіцієнт передачи напруги биполярного транзистора |
h21э |
30-320 |
|
|
6 |
Змінний струм колектора |
Iкбо |
?0,5мкА |
|
|
7 |
Гранична частота коефіцієнта передачи струму в схемі с общим емітером |
fгр |
?250МГц |
Електричні параметри червоного світлодіодаАЛ102А
|
№ п/п |
Найменування параметра |
Позначення |
Числова характеристика |
|
|
1 |
Iv |
40мккд |
||
|
2 |
Пряма напруга |
Uпр |
2,8В |
|
|
3 |
Номінальний прямий струм |
Iпр. ном |
5мА |
|
|
4 |
Максимальна напруга |
Imax |
0,69мкА |
|
|
5 |
Максимальна пряма напруга |
Iпр. max |
10мА |
|
|
6 |
Обратне напруга |
Uобр |
2В |
|
|
7 |
Максимальна темература |
Тк. max |
70 С |
(так як в стандартному ряді немає опору з номіналом в то я замість резистора поставив послідовно три опора номінали яких).
,
,
Допустимо 2
(Так як в стандартному ряді немає опору з номіналом в то я замість резистора поставив послідовно три опору номінали яких, і відповідно).
Транзисторний ключ 2 (з зеленим світлодіодом) схема:
Електричні параметри транзистора КТ3129 - А
|
№ п/п |
Найменування параметра |
Позначення |
Числова характеристика |
|
|
1 |
Максимальна напруження колектора - база |
Uкбо |
50В |
|
|
2 |
Максимальна напруження колектора - эмиттер |
Uкэо |
50В |
|
|
3 |
Максимальна напруга колектора |
Iкmax |
100мА |
|
|
4 |
Максимальна постійна разсіяння мощность колектора |
Ркmax |
0,075Вт |
|
|
5 |
Статический коефіцієнт передачі напруги біполярного транзістора |
h21э |
80-250 |
|
|
6 |
Зворотння напруга колектора |
Iкбо |
?1мкА |
|
|
7 |
Гранична частота коефіцієнта передачі напруги в схемі з общим емітером |
fгр |
?200МГц |
Електричні параметри зеленого світлодіода КІПДОЗА - 1Л
|
№ п/п |
Найменування параметра |
Позначення |
Числова характеристика |
|
|
1 |
Iv |
32мккд |
||
|
2 |
Напряження пряме |
Uпр |
3В |
|
|
3 |
Напруга прямій номінальній |
Iпр. ном |
5мА |
|
|
4 |
Максимальна напруга |
Imax |
0,57мкА |
|
|
5 |
Пряма максимальна напруга |
Iпр. max |
8мА |
|
|
6 |
Зворотня напруга |
Uобр |
5В |
|
|
7 |
Максимальна темература |
Тк. max |
70 С |
Допустимо 2
(Так як в стандартному ряді немає опору з номіналом в то я замість резистора поставив послідовно два опору номінали яких і відповідно). Розрахунок опорів по потужності розсіювання:
Резистори R1 і R3
Вибираємо з стандартного ряду потужностей Р = 0,125Вт
Резистори R2 і R4
Вибираємо зі стандартного ряду потужностей Р = 0,125Вт
Резистори R5 і R6
Вибираємо з стандартного ряду потужностей Р = 0,125Вт
Резистори R7 і R8
Вибираємо з стандартного ряду потужностей Р = 0,125Вт
Резистори R9
Вибираємо з стандартного ряду потужностей Р = 0,125Вт
Резистори R10
Вибираємо з стандартного ряду потужностей Р = 0,125Вт
Резистори R11
Вибираємо з стандартного ряду потужностей Р = 0,025Вт
Резистори R12
Вибираємо з стандартного ряду потужностей Р = 0,125Вт
Резистори R13
Вибираємо з стандартного ряду потужностей Р = 0,025Вт
2.3 Завдання і дані до роботи
Розробити формувач прямокутних імпульсів для заданого вхідного сигналу. Необхідні форми вихідного сигналу і параметри імпульсів наведено на тимчасових діаграмах.
2.4 Функціональна схема пристрою
2.5 Опис функціональної схеми генератора імпульсів
Розглянемо поетапно перехід сигналу від одного пристрою ланцюга до наступного. Вхідний сигнал надходить на транзисторний ключ, який його інвертує і паралельно йому, на диференціальну ланцюжок мультивібратора № 2. Далі сигнал з транзисторного ключа надходить на диференціальну ланцюжок мультивібратора № 1. Диференціальна ланцюжок дозволяє отримати одиничний сигнал експоненційного вигляду. При цьому один сигнал буде негативний, а інший позитивний. Далі сигнали, перетворені диференціальними ланцюжками, надходять на діоди VD11 і VD12. З цих сигналів на мультивібратори № 1 і № 2 надійдуть тільки негативні сигнали. З виходу мультивібратора № 1 сигнал потрапляє на диференціальну ланцюжок мультивібратора № 3 (за допомогою цього ланцюжка отримуємо зсув сигналу), проходячи через діод, залишається позитивна частина. З виходу мультивібратора № 3 та мультивібратора № 2 сигнали надходять на діоди. У підсумку отримуємо сигнал потрібної тривалості і в потрібний момент часу.
2.6 Розрахунок окремих вузлів схеми
Для всіх мікросхем з оу я використовую операційний підсилювач 574УД1В. Зазначимо, що мультивібратори № 1 і № 2 однакові.
Електричні параметри ОУ 574УД1В.
|
№ п/п |
Найменування параметра |
Позначення |
Числ. значення |
|
|
1 |
Напружне накопичення |
Uп |
5/15В |
|
|
2 |
Вхідне диференціальне накопичення |
Uвх. диф. |
15В |
|
|
3 |
Синфазне вхідне накопичення |
Uвх. сф. |
5В |
|
|
4 |
Сопротивлення нагрузки |
Rн |
2кОм |
|
|
5 |
Температура окружающей природе |
T |
-60/+850С |
|
|
6 |
Максималне вихідне напруження |
Uвых макс |
10В |
|
|
7 |
Напруга зміщення |
Uсм |
100мВ |
|
|
8 |
Вхідний струм |
Iвх |
0,2нА |
|
|
9 |
Разность вхідних струмів |
Д Iвх |
0,15нА |
|
|
10 |
Струм потреби |
Iпот |
5мА |
|
|
11 |
Коефіциєнт усилення напруги |
Ку,u |
50 |
|
|
12 |
Частота одиничного усиленя |
f1 |
1Мгц |
|
|
13 |
Коефіцієнт ослабленя синфазних вхідних струмів |
Кос. сф |
64дБ |
|
|
14 |
Скорость нарастаня вихідного струму |
VUвых. макс |
100В/мкс |
На вхід йде сигнал:
Далі сигнал ділиться і надходить на транзисторний ключ і на диференціальну ланцюжок мультивібратора № 2. Транзисторний ключ інвертує надійшов сигнал.
Точка 1:
Використовуємо транзистор КТ315Е з наступними характеристиками:
|
Тип |
||||||||
|
КТ315Е |
200 |
50-350 |
0,2 |
0,15 |
15 |
0,1 |
100 |
Отже
Для підвищення помехоустойчивости вибираємо ступінь насищення , тоді
(Так як в стандартному ряді немає опору з номіналом в то я замість резистора поставив послідовно два опору номінали яких і відповідно)
Диференціальна ланцюжок мультивібратора № 1 перетворює сигнал наступним чином:
Точка 2:
Для цього має виконуватися умова
, тогда
Вибираємо
Цей перетворений сигнал йде на діод VD11, який пропускає на вхід чекаючого мультівібратор тільки негативний сигнал, зрізаючи позитивний:
В якості всіх діодів в схемі використовується імпульсний діод Д9В з наступними характеристиками:
|
Uобр. и. max |
Iпр, ср. max |
Iпр. и. м |
|
tвос, обр |
Uпр |
Iпр |
Iобр |
Тс max |
|
|
30В |
20мА |
2 |
40 |
0,8 |
1В |
10 |
250 |
700С |
Отриманий сигнал надходить в момент часу час 10 мкс на вхід чекаю чого мультівібратор № 1.
Розглянемо режиму мультівібратор на основі DA1 (ОУ 574УД1В). Для забезпечення стійкого стану чекає мультивібратора в ланцюг негативного зворотного зв'язку включають діод VD21 паралельно ємності С21, так що напруги на діоді і на ємності С21 завжди рівні. Ця напруга надходить на інвертується вхід ОУ.
У вихідному стані:
Де UVD21 - падіння напруги на відкритому діоді VD21. В цьому випадку порогове напруга на не інвертується вході операційного підсилювача визначається як,
Задамося:
, тоді:
то напруга на виході незмінно і відповідає стійкого стану мультивібратора.
У момент часу t1 = 10 мкс на не інвертується вхід ОУ через диференціатор і діод VD11 приходить імпульс позитивної полярності при цьому виконується умова Uзап max ? 2 UПВ, тоді різницеве напруга на входах ОУ визначається як: і мультивибратор переходить в режим витримки, тобто напруга на його виході ставати рівним:
а напруга на не інвертується вході одно нижньому порогу спрацьовування компаратора:
Тоді по негативного зворотного зв'язку діод VD21 закривається і струм починає заряджати ємність C21 до верхнього порогового напруги UПВ. Як тільки виконується умова:
мультивібратор переходить у стійкий початковий стан (режим очікування) і напруга на його виході ставати рівним. Цей момент часу t2 = 18 мкс є закінченням циклу роботи мультивібратора.
Величина називається тривалістю імпульсу того, що генерується мультивібратором, що чекає. Вона обчислюється за формулою:
. Нехай , тоді:
(оскільки в стандартному ряду немає опору з номіналом в те я замість резистора поставив послідовно три опори номінали яких, і відповідно).
Таким образом: умова виполняється.
З виходу очікуючого мультивібратора отримуємо:
Крапка 4
Після чого сигнал поступає на диференціальний ланцюжок мультивібратора №3. Отримуємо сигнал:
Крапка 5:
Далі сигнал поступає на Vd12, який пропускає позитивний імпульс.
, тоді
Вибираємо
Крапка 6
Далі сигнал поступає на вхід мультивібратора, що чекає №3. Розглянемо мультивібратор, що чекає, на основі Da3 (ОУ 574УД1В). Для забезпечення стійкого стану мультивібратора, що чекає, в ланцюг негативного зворотного зв'язку включають діод Vd23 паралельно ємкості С23, так що напруга на діоді і на ємкості С23 завжди рівні . Ця напруга поступає на інвертуючий вхід ОУ. У вихідному стані:
де Uvd21 - падіння напруги на відкритому діоді Vd21. В цьому випадку порогова напруга на не інвертуючому вході операційного підсилювача визначається як
, тогда:
і оскільки різниця напруги на входах Da3 рівна
та напруга на виході незмінно і відповідає стійкому стану мультивібратора. У момент часу t1=18 мкс на не інвертуючий вхід ОУ через диференціатор і діод Vd12 приходить імпульс позитивної полярності при цьому виконується умова Uзап max? 2 UПН, тоді різницева напруга на входах ОУ визначається як: і мультивібратор переходить в режим витримки, тобто напруга на його виході ставати рівним:, а напруга на не інвертуючому вході дорівнює верхньому порогу
Тоді по негативному зворотному зв'язку діод Vd23 закривається і струм починає заряджати ємкість C22 до верхньої порогової напруги UПВ. Як тільки виконується умова:
Величина називається тривалістю імпульсу того, що генерується мультивібратором, що чекає. Вона обчислюється за формулою:
, тоді:
(оскільки в стандартному ряду немає опору з номіналом в те я замість резистора поставив послідовно три опори номінали яких, і відповідно) Перевіримо умову зворотного зв'язку
З виходу мультивібратора, що чекає, отримуємо:
Крапка 7:
Далі сигнал поступає на діод Vd4, який пропускає позитивний імпульс:
Крапка 8:
Мультивібратори №1 і №2 і їх диференціальні ланцюжки однакові, відмінність в їх роботі полягає в тому, що мультивібратор №1 перетворить сигнал, який інвертований транзисторним ключем, а мультивібратор №3 перетворить сигнал, який йде з входу.
Тоді після диференціального ланцюжка сигнал матиме вигляд:
Крапка 2:
Далі сигнал поступає на діод Vd12.
Крапка 3':
На виході мультивібратора №3 сигнал матиме наступний вигляд:
Крапка 4':
Далі сигнал поступає на діод Vd5, який пропускає негативний імпульс:
Крапка 8':
Отримані імпульси (18-23 мкс і 50-58 мкс) проходять на опори і діоди Vd6 і Vd7, які є стабілітронами 2С147-Т1 з характеристиками:
|
Uсб. ном |
Uст. max |
Uст. mшт |
Iст |
Iст. min |
Iст. max |
Pmax |
Rст |
бст•10-2 |
дUст |
Тс |
Тсmax |
|
|
4,7В |
4,9В |
4,4В |
3 мА |
1 мА |
10,6 мА |
50 мВт |
220 Ом |
-8% 0С |
1,5% |
35 0С |
125 0С |
Розрахунок переваг по потужності:
Резистори RБ
Вибираємо зі стандартного ряду потужностей Р = 0,125Вт
Резистори RК
Вибираємо зі стандартного ряду потужностей Р = 0,125Вт
Резистори R11
Вибираємо зі стандартного ряду потужностей Р = 0,125Вт
Резистори R41 и R42
Вибираємо з стандартного ряду потужностей Р = 0,125Вт
Резистори R12
Вибираємо з стандартного ряду потужностей Р = 0,125Вт
Резистори R13
Вибираємо з стандартного ряду потужностей Р = 0,125Вт
Резистори R43
Вибираємо з стандартного ряду потужностей Р = 0,125Вт
Резистори R52 и R53
Вибираємо з стандартного ряду потужностей Р = 0,125Вт
Резистори R31 и R32
Вибираємо з стандартного ряду потужностей Р = 0,125Вт
Резистори R21 и R22
Вибираємо з стандартного ряду потужностей Р = 0,125Вт
Резистори R23
Вибираємо з стандартного ряду потужностей Р = 0,125Вт
Резистори R33
Вибираємо з стандартного ряду потужностей Р = 0,125Вт.
3. Охорона праці
Охорона праці - це система законодавчих актів і відповідних їм соціально-економічних, технічних, гігієнічних та організаційних заходів, що забезпечують безпеку, збереження здоров'я і працездатності людини в процесі праці.
Техніка безпеки - це система організаційних і технічних заходів і засобів, що запобігають дії на людину небезпечних виробничих чинників, які викликають при порушенні правил безпеки нещасні випадки, травми.
Виробнича санітарія - це система організаційних, гігієнічних і санітарно-технічних заходів і засобів, що запобігають дії на працюючих шкідливих виробничих чинників, тобто чинників, що викликають захворювання.
3.1 Дія на людину електромагнітних та іонізуючих випромінювань і захист від них
Електромагнітні випромінювання розрізняють по частоті коливань або довжині хвилі. Найбільш довгі хвилі - це коливання промислової або іншої звукової частоти, а також ультразвукові. Вони мають довжину хвилі більше 10 км (або частоту нижче 30 кГц). Довгі і середні радіохвилі (від 10 км до 100 м або до 3 Мгц) застосовуються в радіотехніці і ін. У промисловій електротермії використовують для нагріву діелектриків також короткі радіохвилі (100.10 м або до 30 Мгц), які, як і ультракороткі (10.1 м або до 300 Мгц), відносяться до коливань ультрависокої частоти. При промисловій частоті спеціальні заходи захисту від дії електричних полів доводиться застосовувати тільки при обслуговуванні електроустановок напругою 330.500 кВ і вище.
Для захисту ВЧ і УВЧ створюють екранування местовим металом високої електропровідності завтовшки не менше 0,5 мм. Тривала дія електромагнітних полів ВЧ і УВЧ напруженістю більше допустимої може привезти до оборотних функціональних змін в печінці, селезінки і в центральній нервовій системі і ін.
Рентгенівське випромінювання використовується в установках промислової рентгеноскопії. Воно випромінюється при випробуванні кабелів і електроустаткування випрямленим струмом високої напруги.
Гамма випромінювання випускається радіоактивною речовиною. Воно має довжину хвилі від 4 до 0,1 мм.
3.2 Електрична ізоляція струмопровідних частин з погляду електробезпеки
Електрична ізоляція струмопровідних частин електроустановок від частин, що знаходяться під іншим потенціалом, зокрема від землі, необхідна не тільки для нормальної роботи установки, але і для безпеки людей. Ізоляція проводів і кабелів запобігає дотику до їх струмопровідних частин. Крім того, в електричній мережі, що живиться від генератора або трансформатора з ізольованою від землі обмоткою, через людину, що доторкнулася до однієї з струмопровідних дротів, потече тим менший струм чим краща ізоляція двох інших дротів від землі.
Якщо в якій-небудь точці будь-якого дроту відбудеться пошкодження ізоляції, то створюване електричне з'єднання із землею в мережі з ізольованою нейтраллю називається однофазним замиканням на землю. Таке з'єднання із землею не є коротким замиканням, тому що на шляху струму від дроту з пошкодженою ізоляцією до струмопровідних жил проводів інших фаз буде опір цих двох проводів щодо землі. Струм однофазного замикання в мережі з ізольованою нейтраллю значно менший струму короткого замикання між проводами або між проводами і землею в мережі із заземленою нейтраллю. Якщо замикання на землю відбудеться через тіло людини, то в мережі з ізольованою нейтраллю струм через людину буде значно менший, ніж в мережі із заземленою нейтраллю.
В установках напругою до 1000 В мережі з ізольованою нейтраллю безпечніші за мережі із заземленою нейтраллю тільки за умови хорошої ізоляції фаз щодо землі і порівняно невеликої протяжності мережі, оскільки чим довші провода, тим більше значення ємкісних струмів і струмів витоку.
Ізоляції силової або освітлювальної електропроводки вважається достатньо, якщо її опір між дротом кожної фази і землею, або між різними фазами на ділянці, обмеженій послідовно включеними налаштовуваними автоматами або плавкими запобіжниками, складає не менше 0,5 МОм (500 000 Ом).
3.3 Дія електричного струму на організм людини
Електричний удар характеризується поразкою всього організму в цілому, що може привести до загибелі людини. Характер електричних поразок залежить від фізичних параметрів струму (його сили напруги, частоти і т.д.), електричного опору тіла людини, тривалості дії струму на людину і виду електричного кола.
Людина починає відчувати струм промислової частоти (50 Гц), що протікає через неї, при відносно малому його значенні: 0,6 - 1,5 мА.
3.4 Захист від інфразвуку
Інфразвук - область акустичних коливань з частотою нижче 16-20 Гц. В умовах виробництва інфразвук, як правило, поєднується з низькочастотним шумом, у ряді випадків з низькочастотною вібрацією.
При дії інфразвуку на організм рівнем 110.150 дБ можуть виникати неприємні суб'єктивні відчуття і численні реактивні зміни: серцево-судинній і дихальній системах, вестибулярному аналізаторі.
Гігієнічна регламентація інфразвуку проводиться по санітарних нормах СН 2.2.4/2.1.8.583-96, які задають гранично допустимі рівні звукового тиску (УЗД) на робочих місцях для різних видів робіт, а також в житлових і суспільних приміщеннях.
На людей може впливати ударна хвиля. Пряма дія виникає в результаті дії надмірного тиску і швидкісного натиску повітря. Зважаючи на невеликі розміри тіла людини ударна хвиля миттєво охоплює людину і піддає його сильному стискуванню протягом декількох секунд. Миттєве підвищення тиску сприймається живим організмом як різкий удар.
3.5 Захист від вібрації
Лінійні вібросистеми складаються з елементів маси пружності і демпфування. У загальному випадку в системі діють сили інерції, тертя, пружності.
Сила інерції, як відомо, дорівнює добутку маси М на її прискорення:
,
де V - віброшвидкість.
Сила F направлена у бік, протилежний прискоренню. При вібрації пружних систем відбувається розсіювання енергії в навколишнє середовище, а також в матеріалі пружних елементів і у вузлах з'єднань деталей конструкції. Ці втрати викликаються силами тертя - диссипативними силами, на подолання яких безперервно і необоротно витрачається енергія джерела вібрації.
3.6 Засоби автоматичного контролю
Наявність контрольно-вимірювальних приладів - одна з умов безпечної і надійної роботи устаткування. Це прилади для вимірювання температур, статичних і динамічних навантажень, концентрацій пари і газів і ін. Ефективність їх використання підвищується при об'єднанні їх з системами сигналізації, як наприклад в газосигналізації чи в газосигналізаторах, що спрацьовують при певних рівнях концентрації пари, газів, пилу в повітрі.
Пристрої автоматичного контролю і сигналізації поділяють:
за призначенням - на інформаційні, застережливі, аварійні і відповідаючі;
за способом спрацьовування - на автоматичні і напівавтоматичні;
за характером сигналу - на звукові, світлові, колірні, знакові і комбіновані;
за характером подачі сигналу - на постійні і пульсуючі.
3.7 Нормування шуму
Шум визначають як сукупність аперіодичних звуків різної інтенсивності і частоти. Шуми, що оточують людину, мають різну інтенсивність: розмовна мова: - 50.60 дБА, автосирена: - 100дБА, шум двигуна легкового автомобіля: - 80дБА, гучна музика-70дБА.
Нормовані параметри шуму на робочих місцях визначені ГОСТ 12.1.003-83 і санітарними нормами СН 2.2.4/2.1.8.562-96 "Шум на робочих місцях, в приміщеннях житлових, суспільних будівель і на території житлової забудови". Документи дають класифікацію шумів за спектром на широкосмугові і тональні, а за часовим характеристикам - на постійні і непостійні. Для нормування постійних шумів застосовують допустимі рівні звукового тиску в дев'яти октавних смугах частот залежно від виду виробничої діяльності.
Для орієнтовної оцінки як характеристика постійного широкосмугового шуму на робочих місцях допускається приймати рівень звуку (дБА), який визначається за шкалою А шумоміра з корекцією низькочастотної складової за законом чутливості органів слуху і наближенням результатів об'єктивних вимірювань до суб'єктивного сприйняття.
Таблиця 4.1 Основні типи приладів для контролю вимог безпеки життєдіяльності.
|
Чинник |
Прилад (система, установка) |
Сфера застосування. |
|
|
Підвищений рівень шуму |
Шумомір ВШВ-003 |
Частотний діапазон вимірювань 10.20000 Гц. |
|
|
Підвищений рівень ультразвуку |
ШВК-1 з фільтрами ФЕ-3 Вимірник 010024 |
Частотний діапазон вимірювань 2Гц.40Гц 2Гц. 200Гц |
|
|
Підвищений рівень вібрації |
Вимірник шуму і вібрації ВШВ-003 |
Частотний діапазон вимірювань 2Гц. 20000 Гц |
|
|
Підвищений рівень електричних полів ВЧ |
Вимірники ПЗ-15, ПЗ-16, ПЗ-17 |
Частотний діапазон вимірювань 0.01.300 Мгц |
|
|
Підвищений рівень електромагнітного поля СВЧ |
Вимірники П3-9 |
Частотний діапазон вимірювань 0.3.37.5Ггц |
|
|
Підвищений рівень електричного поля промислової частоти |
Вимірник ПЗ-1М |
Динамічний діапазон вимірювань 0.002.100кВ/ м |
|
|
Підвищений рівень лазерного випромінювання |
Дозиметри ЛДМ3 |
Динамічний діапазон вимірювань 10-3.1.0Вт/см2 |
|
|
Підвищений рівень іонізуючих випромінювань |
Вимірники ІЛД-2М |
Динамічний діапазон вимірювань Вт/м2 |
|
|
Підвищений рівень напруги в електричних колах, замикання яких на землю може відбутися через тіло людини |
Вольтамперметри: Ц4311 Ц3412 Ц4313 Ц4317 |
Діапазон вимірювань 0.750 В 0.90 В 0.600 В 0.1000 В |
|
|
Опір заземляючих пристроїв |
Вимірник типу М1101м |
Діапазон вимірювань 1.1000 МОм |
Висновки
При виконанні даного курсового я навчився розраховувати генератор імпульсів. Я вивчив декілька різних схем побудови генератора імпульсів, і зрозумів чим обгрунтовується вибір конкретною з них. У своїй курсовій роботі для крайового каскаду я використовував однотактну схему класу А, з транзистором включеним за схемою із загальним емітером. Для передкрайового каскаду я вибрав реостатну схему. Транзистор в ній також включений із загальним емітером. Ці схеми найбільш прості, їх розрахунок не вимагає використання складних обчислень. В деяких випадках мені доводилося використовувати дані з підручників, оскільки вони не були надані мені в завданні. Через це виникали погрішності при обчисленнях. Але в цілому даний курсовий проект допоміг мені взнати багато нового, і ці знання надалі мені дуже згодяться.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Обґрунтування й вибір функціональної схеми генератора коливань. Вибір і розрахунок принципових схем його вузлів. Моделювання роботи функціональних вузлів електронного пристрою на ЕОМ. Відповідність характеристик і параметрів пристрою технічним вимогам.
курсовая работа [79,7 K], добавлен 15.12.2010Розробка блоку з генератором одиночних імпульсів, двійково-десятковим лічильником і вузлом індикації. Аналіз принципу роботи двійково-десяткового лічильника одиничних імпульсів. Вибір елементів генератора імпульсів, цифрового блоку та вузла індикації.
курсовая работа [775,0 K], добавлен 14.01.2015Загальні принципи побудови генераторів. Структурна, принципова і функціональна схема генератора пилкоподібної напруги. Генератори пилкоподібної напруги на операційних підсилювачах. Розрахунок струмостабілізуючого елемента на операційному підсилювачі.
курсовая работа [126,4 K], добавлен 21.01.2012Функціональна та принципова схеми пристрою обробки електричних сигналів, виводи операційного підсилювача. Розрахунок автогенератора гармонійних коливань, вибір номіналів опорів та конденсаторів. Схема ємнісного диференціюючого кола генерування імпульсів.
курсовая работа [525,3 K], добавлен 23.01.2011Обґрунтування достатності апаратних засобів та програмних ресурсів. Розподіл функцій пристрою між вузлами мікропроцесору. Проектування принципової схеми пристрою, формування тактових імпульсів. Програмне забезпечення мікропроцесора, лістинг програми.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 16.09.2010Загальна характеристика принципу роботи електронного замка. Написання коду програми, який забезпечить працездатність пристрою й подальшу його експлуатацію. Розробка принципової схеми і друкованої плати, системи керування створеним електронним замком.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 03.05.2015Розрахунок смуги пропускання приймача та спектральної щільності потужності внутрішніх шумів. Розрахунок чутливості приймача та бази сигналу. Принципова електрична схема підсилювача проміжної частоти радіоприймального пристрою, параметри мікросхеми.
курсовая работа [476,2 K], добавлен 09.11.2010Загальний огляд схем тактових генераторів. Вибір, обґрунтування й опис роботи функціональної схеми синхронізатора зондувальних імпульсів, розрахунок його принципової схеми. Мета і призначення приладу, визначення його собівартості та витрат на розробку.
дипломная работа [1014,2 K], добавлен 11.06.2012Функціональна електрична схема і програма ПЗП мікропроцесорного пристрою для вимірювання температури. Розробка структурної схеми пристрою. Обґрунтування вибору комплектуючих. Опис електричних параметрів та загальних схем підключення основних мікросхем.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 14.05.2011Основні вимоги, що пред'являються до головних електроприводам екскаваторів. Мікропроцесорні засоби для захисту двигунів змінного струму від перевантажень. Технічні параметри зразку пристрою захисту екскаваторних двигунів. Структурна схема пристрою.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 18.06.2015
