Материал: Прикладные задачи электромеханики, энергетики, электроники. Инженерные идеи XXI века. Шелякин В.П., Пархомен Г.А

Рис.2. Усилительный каскад с общим эмиттером с отрицательной обратной связью

В этой схеме в цепь эмиттера включены резистор Rэ с конденсатор Cэ, при помощи которых осуществляется стабилизация работы усилителя в режиме покоя.

С помощью Rэ осуществляется стабилизация режима покоя усилительного каскада – создаётся отрицательная обратная связь. Если при каких-либо внешних воздействиях (повышение температуры, радиация и т.д.) возрастает ток Iк0, то при этом увеличится напряжение на сопротивлении эмиттерной цепи URэ, что при постоянном напряжении на токе базы приведёт к уменьшению напряжения Uбэ0, что в свою очередь уменьшит токи

Iб0 и Iк0.

Таким образом, с помощью резистора Rэ будет поддерживаться постоянство тока Iк0 при разнообразных внешних воздействиях.

Резистор Rэ создаёт ООС не только по постоянному, но и по переменному току, что приводит к снижению коэффициента усиления по напряжению KU.

Для устранения снижения этого коэффициента в устройство введён конденсатор Cэ, который для переменного тока устраняет

141

ООС, шунтируя Rэ, так как емкостное сопротивление конденсатора переменного тока намного меньше сопротивления резистора. Стоит отметить, что конденсатор Cэ влияет на работу каскада на низких частотах.

Также на схеме присутствуют разделительные резисторы R1 и R2. На них задаётся оптимальный ток базы Iб0, который обеспечивается подачей необходимого напряжения смещения между базой и эмиттером Uбэ0,

Подача необходимого напряжения смещения обеспечивает положение рабочей точки транзистора по постоянному току на требуемом участке его характеристики.

Таким образом, мы видим, что введение отрицательной обратной связи повышает стабильность работы усилительного каскада при внешних воздействиях.

Литература

1.Питолин В.М. Аналоговые электронные устройства: основы теории и расчёта: учеб. пособие / В.М. Питолин, Т.В. Попова, А.М. Щербаков. Воронеж: ФГБОУ ВПО "Воронежский государственный технический университет", 2013. 123 с.

2.Агаханян Т.М. Схемотехнические способы повышения радиационной стойкости электронных усилителей на аналоговых микросхемах. // Микроэлектроника, 2004, том33, №3.

3.Агаханян Т.М., Аствацатурьян Е.Р., Скоробогатов П.К. Радиационные эффекты в интегральных микросхемах. М.: Энергоатомиздат. 1989. - 256с.

Воронежский государственный технический университет

142

УДК 681.322

А.А. Трубицын

УСТРОЙСТВО ОБЪЕМНОЙ ПЕЧАТИ НА ОСНОВЕ FDM - ТЕХНОЛОГИИ (3D ПРИНТЕР)

Представлена разработка устройства, использующего метод послойного изготовления физического объекта из виртуальной 3D-модели

Первые принтеры объемной печати появились еще лет 30 назад, и на сегодняшний день представлены десятком разных типов. Самым доступным обычному пользователю является 3D принтер на основе технологии FDM, что расшифровывается как «моделирование методом наплавления» (Fused Deposition Modeling).

Идея FDM технологии достаточно проста ‒ раздаточная головка выдавливает на охлаждаемую платформу-основу капли разогретого термопластика (в качестве материала может использоваться практически любой промышленный термопластик). Капли быстро застывают и слипаются друг с другом, формируя слои будущего объекта (рис.1).

Рис. 1. Принцип создания моделей-прототипов по технологии FDM

Техпроцесс FDM позволяет с достаточно высокой точностью (минимальная толщина слоя 0,12 мм) изготовлять полностью готовые к использованию детали довольно большого размера (до 600×600×500 мм). Основы этой технологии были разработаны еще 1988 году Скоттом Крампом (Scott Crump).

143

В рамках работы студенческого научного общества кафедры радиоэлектроники и компьютерной техники было спроектировано и собрано устройство 3D-печати на основе технологии FDM. Внешний вид устройства представлен на рис. 2.

Рис.2. Внешний вид устройства объемной печати на основе FDM технологии.

Основные технические характеристики устройства представлены в таблице.

Основные параметры

Электронный блок 3D принтера состоит из:

-материнской платы (Arduino Mega 2560 + RAMPS 1.4);

-LCD дисплея с энкодером и картридером;

144

-электроника экструдера (нагреватель, термистор, вентилятор охлаждения Е3Д, турбина обдува);

-5 шаговых двигателей и 5 драйверов шаговых двигателей;

-3 концевых выключателей 3-х осей.

Arduino преобразует G-коды в сигналы и управляет 3D принтером посредством силовой части - RAMPS 1.4.

Плата RAMPS 1.4 устанавливается поверх Arduino. Все подключения, кроме USB, осуществляются через неё. Напряжение

12 В подаётся на Arduino через RAMPS 1.4.

Схема подключения электроники устройства 3D принтера приведена на рис.3.

Рис. 3. Схема подключения

Планируется произвести дальнейшее усовершенствование 3D принтера:

1.Увеличить область печати до 500×500×1000 мм;

2.Увеличить скорость печати до 250-300 мм/сек;

3.Получить цветную печать (разработать специальную раздаточную головку, позволяющую смешивать различные цвета).

Елецкий государственный университет им. И. А. Бунина

145