Выбор и обоснование схемы электрической принципиальной

На основании схемы электрической структурной была составлена схема электрическая

Рисунок 4 - Схема электрическая принципиальная

Схема работает следующим образом.

Основным узлом ее является «гибридный» мультивибратор, выполненный на транзисторе VТ3 и логическом элементе DD1.4. Это тональный генератор. Сигнал с него подается на усилительный каскад на транзисторе VТ4, нагруженный на капсюль BF1. Резистор R8 - во время задающей цепи, определяющей частоту следования импульсов, а значит, и тональность звука. К этому резистору подключен через резистор R7 инвертор DD1.2, соединенный с другим «гибридным» мультивибратором на транзисторе VТl и логическом элементе DD1.l. Частота eгo значительно меньше частоты тонального генератора.

В моменты, когда на выходе инвертора уровень логическогo 0, резистор R7 подключается параллельно peзистору R8 и частота тонального генератора изменяется. Поэтому в капсюле слышится поочередно звук то oдной, то другой тональности. Но работать оба мультивибратора смогут лишь в том, случае, если на выводе 12 элемента DDl.l и выводе 10 элемента DDl.4 будет разрешающий сигнал в виде уровня логической 1. В исходном же состоянии, когда только подано питание, но к сенсорному контакту не прикоснулись, на эти выводы подается уровень логического 0. Он поступает с третьего мультивибратора - ждущегo, или одновибратора, выполненногo также по «гибридной » схеме на транзисторе VТ2 и элементе DDl.3.

В момент касания сенсорного контакта ЕI одновибратор запускается, т. е. генерирует одиночный импульс продолжительностью 4 .6 с. Этот импульс в виде ypовня логической 1 подается на два первых мультивибратора и «разрешает» их работу - из капсюля BFI слышится звук (даже если сенсорного контакта уже не касаются).

Мультивибратор с транзистором структуры n-р-n выполнен на элементе DD1.1 и транзисторе VT1. Coстоянием элемента DD 1.1 управляет электронный ключ на транзисторе VT1, сопротивление которого может изменяться от десятка Ом в режиме насыщения до десятков мeгaoм в режиме отсечки. Поочередное переключение транзистора из одного режима в другой дoстигается за счет перезарядки конденсатора С2, который вместе с резистором R2 образует цепь положительной обратной связи (ПОС) с выхода генератора на базу транзистора. Для возникновения генерации исходный режим транзистора выбирается таким, чтобы вывести элемент DD1.1 (eгo можно считать инвертором) в активную область. Только в этом случае возможен лавинообразный процесс переключения элемента из одного co-стояния в другое при перезарядке времязадающегo конденсатора.

Введение отрицательной обратной связи (ООС) по постоянному току через резистор R4 облегчает самовозбуждение генератора, поскольку при этом расширяются границы активной области элемента (при указанном на схеме номинале резистора R4 они составляют 1,1 .4 кОм вместо 1,65 .2,45 кОм без введения ООС). Приемлемые значения номинала резистора R4 находятся в интервале 3,6 .27 кОм.

Мультивибратор с транзистором структуры р-n-р.

В нем работают элемент DD1.4 и транзистор VТ3. В отличие от предыдущего мультивибратора, eгo выходные импульсы отрицательной полярности. Работает генератор так. Когда транзистор VТ3 открывается, на вывод 9 элемента DD1.4 передается через конденсатор С4 положительный импульс, переключающий логический элемент в состояние логическоrо 0 (предполагается, что на выводе 10 в это время присутствует уровень лоrической 1) . Зарядный ток конденсатора С5, протекая через эмиттерный переход транзистора VT3, вызывает насыщение последнего. По мере зарядки конденсатора С4 напряжение на входе элемента снижается по экспоненциальному закону, пока не достигнет порогового значения примерно 1,15 В. Как только логический элемент входит в активную область, из-за ПОС через С5 и R11 дальнейшее течение процесса ускоряется, приобретая лавинообразный характер. В результате элемент скачком переключается в единичное состояние (на выходе элемента уровень логической 1). Теперь напряжение на конденсаторе С5 суммируется с выходным напряжением элемента, определяя режим отсечки транзистора VT3. Конденсатор С5 разряжается через резистор R8 (считаем, что R7 пока отсутствует). Напряжение на базе транзистора постепенно снижается, приближаясь к ypовню 4,3В, при котором произойдет новое открывание транзистора, после чего цикл повторяется. Одновибратор (ждущий мультивибратор) выполнен на элементе DD1.3 и транзисторе VT2. Он отличается от только что рассмотренного генератора лишь тем, что имеет одно устойчивое состояние, которое обеспечивается соответствующим выбором резистора R3 в цепи смещения транзистора. С уменьшением сопротивления этого резистора растет помехоустойчивость одновибратора, но снижаются eгo чувствительность и длительность импульса. Поэтому номинал резистора выбирают максимально возможной величины, при которой отсутствуют ложные срабатывания от помех.

Статья в тему

Функциональная схема системы автоматического управления
управление частотная фазовая Автоматика - это отрасль науки и техники охватывающая теорию и практику автоматического управления, а так же принципы построения автоматических систем и образующих их технических средств. Объектом изучения в теории автоматического управления и регулирования являются ав ...