Расчет возможности перекрытия диапазона 1:60.

Предварительный анализ литературных источников показал, что базовым элементом для создания устройства, технические характеристики которого описаны в формулировке задания наиболее рациональным будет использование микросхемы КР1006ВИ1.

Для дальнейшей работы по проектированию необходимо произвести некоторые предварительные расчеты.

Определим возможность регулировки величины интервала времени 1 сек – 60 сек при помощи изменения величины только одного из времязадающих резисторов без применения переключения диапазонов. В этом случае:

                = 60,

 где Т_max = 60 сек, Т_min = 1сек.

 Поскольку период Т генерируемых таймером, включенным в режиме мультивибратора (рис. 2.1) колебаний равен

             Т = 0.685(R_A1+ 2R_B1)C,         (2.1)

 то

              60 = ,          (2.2).

  где  R_A1, R_B1 – значения времязадающих резисторов в конце диапазона (максимальные значения).

R_A2, R_B2 - значения времязадающих резисторов в начале диапазона (минимальные значения).

Анализ формулы (1) показывает, что более выгодно для увеличения интервала регулировки в пределах одного диапазона изменять не величину R_A , а величину R_B .

Поскольку было оговорено наличие только одного элемента регулировки, положим R_A1=R_A2. Начальное значение R_B следует выбрать достаточно большим для достижения большого диапазона перекрытия. Для проволочных переменных резисторов наибольший номинал – 47 кОм, остановимся на этом значении.

Что касается величины R_B2 – то это величина дополнительного (тоже проволочного) постоянного или подстроенного резистора, включённого последовательного с переменным резистором R_B.

Преобразуем уравнение (2.2) к виду

           R_A1 + 2R_B1 = 60R_A2 + 120R_B2

при, поскольку R_A1 = R_A2 = R_A, a R_B1 = 47KОм

             R_A + 94 = 60R_A +120R_B2

откуда

           R_B2= =

Из этой формулы видно, что величина R_A не может превышать значения 1,5932 кОм (числитель становится отрицательным).

Заметим также, что при приближении номинала R_A к этому значению разность потенциалов между видами 7 и 6 + 2 стремится к нулю, что может вызвать затруднения в работе мультивибратора. Придав величине R_A ряд значений, далёких от критического значения 1,59 кОм, рассчитаем соответствующие значения R_B2.

При  R_A =1.5 кОм  - R_B2 =0.0458 кОм

при R_A = 1.2 кОм - R_B2 = 0.19(3) кОм

при R_A = 0.82 кОм -  R_B2 = 0.3802 кОм

при R_A = 0.75 кОм  - R_B2 = 0.4145 кОм

при R_A = 0.68 кОм  -  R_B2 = 0.449 кОм

при R_A = 0.51 кОм  -  R_B2 = 0.5326 кОм

Остановимся на значении R_А = 0.82 Ком, поскольку ему соответствует значение R_В2=0.3802 кОм, что довольно близко к стандартному номиналу резисторов 390 Ом. Если воспользоваться построечным резистором в 390 Ом, то его легко подрегулировать под точное значение R_В2.

Определим емкость времязадающего конденсатора, исходя из формулы (2.1). Поскольку его значение одинаково для всех точек выбранного диапазона, зададимся минимальным значением R_В, которому отвечает период в 1 сек.

Поскольку

      Т=0.685(R_А+2R_В)С

 то при Т= 1сек

 с =

При 923,9 мкФ.

Столь большое значение ёмкости встречается только у электролитических конденсаторов, которые, обладая большой утечкой, сильной зависимостью ёмкости от температуры и заметным „старением” (изменением значения ёмкости со временем) абсолютно не подходят в роли частотозадающего элемента. В качестве такового желательно использовать керамический конденсатор с минимальным (желательно – отрицательным) значением температурного коэффициента ёмкости. Однако на такие большие номиналы они не выпускаются.