2. Генератор пилообразного напряжения (интегратор).

Задает минимальное и максимальное напряжение, которые в будущем определяют диапазон свипирования.

3. Преобразователь напряжение - частота.

Преобразует входной диапазон напряжения, полученный с помощью генератора пилообразного напряжения в необходимый диапазон частот сигнала. Выходной сигнал снимается с интегратора.

4. Синусный преобразователь.

Позволяет из сигнала треугольной формы с помощью аппроксимации определённых уровней напряжения получать сигнал синусоидального вида. Приближенность выходного сигнала к синусу контролируется коэффициентом гармоник.

5. Усилитель.

Усиливает выходное напряжение до требуемого значения.

6. Выпрямитель

Обеспечивает питание схемы, преобразуя напряжение сети в постоянное напряжение с помощью диодного моста. Дополнительно устанавливаются стабилизаторы.

7. Таймер.

Определяет длительность сеанса.

8. Ключ.

В зависимости от управляющего сигнала таймера, подает напряжение питания на элементы схемы.

2 Электрический расчет и моделирование функциональных блоков устройства

2.1 Расчет мультивибратора

2.1.1 Электрический расчет

На рисунке 2 представлена принципиальная схема несимметричного мультивибратора на операционном усилителе, генерирующего прямоугольные импульсы разной продолжительности [1].

Рисунок 2 – Схема мультивибратора.

Зададимся входными параметрами мультивибратора на основе данных технического задания.

Время работы

Напряжение питания операционного усилителя

Коэффициент передачи в цепи ПОС (0,5 … 0,8)

Ток в цепи ПОС

Ток в цепи ООС

Максимальное напряжение на выходе ОУ при работе в режиме насыщения Umax=Ep-1.5

Эта схема генерирует несимметричные прямоугольные импульсы. Цепь положительной обратной связи, образованная резисторами R3 и R4, является безынерционной и характеризуется коэффициентом передачи K, равным

(1)

Длительность положительного импульса T₁, когда в прямом направлении смещен диод D1, определяется постоянной времени и коэффициентом передачи в цепи положительной обратной связи K

(2)

Длительность отрицательного импульса, при котором диод D1 заперт, а диод D2 открыт, определяется аналогично с использованием постоянной времени

(3)

Как правило, коэффициент передачи в цепи ПОС задают от 0,5 до 0,8.

Зададим длительности положительного и отрицательного импульсорв.

Для определения величин резисторов R3, R4 задаемся током в цепи ПОС так, чтобы не учитывать входной ток ОУ на процессы генерации. Величина этого тока равна

(4)

где U_max – максимальное напряжение на выходе ОУ при работе в режиме насыщения, оно на 1,5 В меньше напряжения питания усилителя. Тогда с учетом коэффициента передачи сопротивления R3 и R4 равны

	(5)
	(6)

Аналогично, для определения R1 и R2 зададимся током в цепи отрицательной обратной связи. Его максимальную величину можно приближенно определить при T₁>T₂ как

(7)

Определяем R2 из формулы (7) и R1 из соотношения длительностей:

	(8)
	(9)

Для получения необходимого периода ёмкость конденсатора С1 должна быть равна

(10)

Основным критерием для выбора операционного усилителя является его максимальная скорость изменения выходного напряжения Vmax. Она определяет длительность фронта выходного напряжения. Если задаться длительностью фронта на уровне (0,01 – 0,05)T₂, то этот параметр ОУ должен быть больше, чем

(11)

Выберем для этой схемы ОУ LF400С, у которого SRP=SRN=57Meg.

Напряжение питания этого усилителя Eп=±15 В примем за стандартное для всех ОУ в устройстве.

Для мультивибратора какие-либо параметры диодов не имеют решающего значения, поэтому выберем диоды Д102.

Из стандартных рядов сопротивлений и емкостей подберем номиналы резисторов и конденсаторов (ряд Е12): .