37 0 149KB
UNIVERSITATEA “POLITEHNICĂ” DIN BUCUREŞTI FACULTATEA TRANSPORTURI CATEDRA TELECOMENZI SI ELECTRONICĂ ÎN TRANSPORTURI
PROIECT CIRCUITE INTEGRATE ANALOGICE GENERATOR DE SEMNAL DREPTUNGHIULAR CU TL071
Autor: Alexandru DAHNOVICI Grupa 8312
Îndrumător: Valentin STAN
-2009-
Cuprins:
1.Descrierea generală a circuitului 2.Schema bloc 3.Schema electronică şi calculul componentelor 4.Descrierea componentelor 5.Diagrama de defectare \ 6.Lista de componente şi estimare de buget 7.Schema de cablaj 8.Bibliografie
1.Descrierea generală a circuitului Un generator de semnal dreptunghiular(oscilator) se poate realiza cu ajutorul unui amplificator operaţional, conform schemei de mai jos:
În această configuraţie amplificatorul operaţional poate lucra în regiunea liniară, în cazul oscilatoarelor sinusoidale, sau saturat pe intervale, în cazul generatoarelor de semnal dreptunghiular(cazul prezentat în figură). Generatorul de semnal dreptunghiular prezentat în figură este ca un circuit trigger Schmitt , în sensul că tensiunea aplicată comparatorului depinde de tensiunea de ieşire.
Circuit trigger Schmitt
Circuitul generator de semnal dreptunghiular mai poate fi clasificat şi ca un multivibrator astabil. Calculul perioadei semnalului dreptunghiular se face cu formula:
, unde din formula divizorului de tensiune. Când V1 atinge atunci la ieşire tensiunea devine –Vcc. Condensatorul se încarcă până la valoarea de şi începe să se descarce. Când V1 atinge atunci tensiunea de ieşire devine +Vcc. În acest fel obţinem semnalul dreptunghiular de la ieşire de perioadă T. Valoarea perioadei T depinde de R,C şi raportul de divizare: . 2.Schema bloc
Alimentare diferenţială
Bloc de generare semnal dreptunghiular
Udr
Prin blocul de alimentare diferenţială înţelegem tensiunea la care se alimentează amplificatorul operaţional. Această tensiune pentru circuitul prezentat va fi de 30V(V+=15V şi V-=-15V). Blocul de generare semnal dreptunghiular cuprinde A.O. TL071 plus componentele necesare obţinerii semnalului dreptunghiular de o anumită frecvenţă. 3.Schema electronică şi calculul componentelor
Schema electronică a oscilatorului de semnal dreptunghiular de 0,5 Hz cu TL071
Rezistenţele de 3,3k nu afectează calculul frecvenţii semnalului dreptunghiular obţinut la ieşire. Aceste rezistenţe sunt amplasate pentru a limita curenţii de polarizare(I+ şi I-), care se consideră nuli. În acest caz putem considera că circuitul va funcţiona la fel şi fără rezistenţele menţionate mai sus(de 3,3k).Ca urmare putem face calculul componentelor cu ajutorul schemei următoare:
Formula de calcul pentru perioada semnalului dreptunghiular fiind:
,unde Semnalul dreptunghiular generat este:
Dacă introducem valorile componentelor din schema iniţială în formula pentru calculul perioadei obţinem următoarele date:
Perioada semnalului:
Frecvenţa semnalului:
,aproximativ 0,5 Hz Amplitudinea vârf la vârf a semnalului dreptunghiular generat de circuit va fi egală cu tensiunea de alimentare a amplificatorului operaţional (30V în cazul nostru). Dacă adaptăm formula generală pentru calculul frecvenţei pentru circuitul pe care îl proiectăm vom obţine o formulă mai simplă pentru calculul frecvenţei valabila doar pentru circuitul considerat(R1=9,1k şi R2=1k):
Această formulă ne indică dependenţa frecvenţei de componentele RF şi CF din circuit şi ne permite calculul valorii acestor componente în funcţie de frecvenţa dorită.
4.Descrierea componentelor
Pentru realizarea oscilatorului de semnal dreptunghiular sunt necesare următoarele componente: 4 rezistenţe cu valorile de( 3.3k,3.3k,9.1k,100k) ,un condensator de 3.3uF polarizat ca în schemă, surse de alimentare de tensiune continuă de +15V şi -15V şi amplificatorul operaţional TL071.
Amplificatorul operaţional TL071 este un amplificator de consum mic, are bande largi de tensiune in mod comun sau mod diferenţial, curenţi mici de polarizare şi de decalaj, ieşire cu protecţie la scurtcircuit, distorsiunea armonică totală mică(de 0.003%), tensiunea de zgomot mică( la f=1kHz), impedanţă de intrare mare, compensare internă de frecvenţă, viteza de variaţie a tensiunii de ieşire este de 13V/us(slew rate). Integratul TL071(configuraţia pinilor):
Schema electronică a amplificatorului operaţional TL071
Componentele din structura TL071: Componente
TL071
Rezistenţe Tranzistoare JFET Diode Condensatoare epi-FET
11 14 2 1 1 1
5.Diagrama de defectare I)Prin defectarea condensatorului CF la ieşire nu vom obţine semnal dreptunghiular. II)Dacă se arde rezistenţa RF la ieşire nu obţinem nici un semnal,deoarece ieşirea se obţine de pe latura pe care se află rezistenţa RF. III)Dacă se arde rezistenţa R1=9,1k atunci la ieşire vom obţine semnale cu o frecvenţă foarte mica,respectiv perioadă mare(zeci de secunde). IV)Dacă se arde rezistenţa R2=1k atunci la ieşire vom obţine semnale cu frecvenţă mai mare de 0,5Hz (de ordinul zeci de kHz),respectiv o perioadă mica(us). V) Dacă se ard rezistenţele R+ şi R- sau una din ele atunci la ieşire nu vom obţine semnal.
6.Lista de componente şi estimare de buget Componente CF RF R+,RR1 R2 TL071
Tipul(valoarea) Condensator(3.3uF) Rezistenţă(100k) Rezistenţe(3.3k) Rezistenţă(9.1k) Rezistenţă(1k) Amplificator operaţional Total
Preţ 0.15RON 0.5RON 2*0.09ROn 0.5RON 0.15RON 1.0RON 2.13RON
7.Schema de cablaj Schema electrică: R F
100k
U 3 +
V+
3
7
+15V
O U T
R -
V-
2
5
O u tp u t
6 1 R 2
TL071
1k
-1 5 V
C 1 3 .3 u
B1
4
3 .3 k
B2
R + 3 .3 k R 1 9 .1 k
Cablajul:
8.Bibliografie http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/tl071a.pdf http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Electronic/square.html#c1