Dispozitive și Circuite Electronice - Generatorul de Semnal Trapezoidal

GENERATORUL DE SEMNAL TRAPEZOIDAL

Proiectarea generatouluir de semnal trapezoidal se va face tinand cont de urmatoarele date:

-semnalul de iesire de tip trapez cu frecventa fixa de N/5 kHz

-factorul de umplere 0.5

-timp de crestere 2N s

-timpul de descrestere 3N s

-amplitudinea semnalului la iesire in intervalul (N+2)-(N+3) volti(varf la varf)

-sarcina la iesirea generatorului N+1

N=27

Generator simplu de impulsuri dreptunghiulare

Figura 1. Circuitul basculant astabil cu cuplaj prin emitor

Funcţionarea circuitului:

Presupunem că tranzistorul Q1 comută între regiunea de blocare şi regiunea de saturaţie, iar Q2 între regiunea de blocare şi regiunea activă normală. La t=0- Q1 este saturat, iar Q2 este blocat, condensatorul C1 încărcându-se prin rezistenţa R2, joncţiunea colector-emitor a tranzistorului Q1 şi prin R6. Odată cu încărcarea condensatorului C1 tensiunea pe R6 scade spre 0, deci scade şi curentul prin R6, scăzând astfel şi potenţialul în emitorul lui Q2. Q2 va începe sa conducă în momentul în care tensiunea sa bază-emitor va atinge potenţialul de conducţie. În acest moment tensiunile în colectorul lui Q1, respectiv în baza lui Q2 sunt:

Condensatorul C1 se va încărca acum prin R1, joncţiunea colector-emitor a tranzistorului Q2 şi prin R4. Tensiunea la bornele lui R4 va scădea odată cu încărcarea condensatorului C1, astfel va scădea potenţialul emitorului lui Q1. Când se atinge potenţialul de conducţie tranzistorul Q1 iese din starea de blocare, în acest moment producându-se bascularea, Q2 trecând în stare de conducţie. Deoarece tensiunea din baza lui Q1 este fixă trecerea de la conducţie la saturare se face prin salt. La momentul t=0+ curentul prin rezistenţa R4 este , iar curentul prin rezistenţa R6 este .

Deoarece Q1 este blocat, curenţii prin R4 şi R6 sunt asiguraţi de Q2:

Amplitudinea semnalului din colectorul lui Q2 este :

Perioada semnalului generat este:

VB1 se calculează din echivalarea Thevenin:

După cum a rezultat din calcule perioada semnalului generat este aproximativ

1ms.Alegand R4 fiind egal cu R6 factorul de umplere va fi:

Semnalul pe care l-am generat se poate aplica unui circuit de amplificare în curent cu 2 tranzistoare în montaj Darlington, după care este aplicat circuitului în comutaţie.

Figura 2.Rezultatul PSFului

Nodes Values

I_R1[6,3] 2mA / 180°

I_R2[5,3] 410,63uA / 180°

I_R3[1,3] 1,52mA / 180°

I_R4[0,4] 406,86uA / 180°

I_R5[0,1] 1,51mA / 180°

I_R6[0,2] 2,01mA / 180°

I_VCC[3,0] 3,93mA / 180°

V_C1[4,2] 3,52V / 180°

V_C2[0,1] 1,51V / 180°

V_R1[6,3] 2V / 180°

V_R2[5,3] 4,93V / 180°

V_R3[1,3] 8,49V / 180°

V_R4[0,4] 895,08mV / 180°

V_R5[0,1] 1,51V / 180°

V_R6[0,2] 4,41V / 180°

V_VCC[3,0] 10V / 0°

VP_1 1,51V / 0°

VP_2 4,41V / 0°

VP_3 10V / 0°

VP_4 895,08mV / 0°

VP_5 5,07V / 0°

VP_6 8V / 0°