Чижма С.Н. - Основы схемотехники 2008 (1055377), страница 36
Текст из файла (страница 36)
Охватывающая схему петля положительной обратной связи применяется для поддержания колебаний на резонансной частоте ЕС-контура, и такая схема будет самозапусканлцейся. Эти генераторы имеют, сравнительно высокую стабильность частоты колебаний, устойчиво работаютпризначительныхизменеиияхпараметровактивных элементов, обеспечивают получение колебаний, имеющих малый коэффициент 1армоник. К недостаткам их относятся трудности изготовления температурно- независимых индукгивностей, а также высокая стоимость н громоздкость последних.
Особенно это проявляется при создании автогенераторов низких частот, в которых даже при применении ферромагни гных сердечников габаритные размеры, масса и стоимость получаются большими. Сущность самовозбуждения заключается в следуюшем. При включеню источника питания конденсатор колебательного контура, включенного чаше всего в коллекторную цепь транзистора, заряжается.
В контуре возникают затухающие колебания, причем часть тока (напряжения) этих колебаний подается на управляюшие электроды управляющего акгивного элемента, образуя положительную обратную связь, Это приводит к пополнению энергии ЕС-контура. Автоколебания преврашаются в незатухающие. Частота автоколебаний определяется резонансной частотой АС-контура; 208 (16 6) Многочисленные схемы автогенераторов ЕС-типа различаются, в ос 'еьцпм, Схемами введениЯ сигнала обРатной свали и способами подключе ей!ай усилителю колебательного контура Для.
генераторов используется трехвыводные резонансные контуры, йячываемые трехточками: индуктивной (рис.! 6.4, а) и емкостной (рис.16.5, б) , )(),схемах генераторов три вывода ЕС-контура подключают к трем выводам зфейзисторов г ь -":,':: Р)ие':16.5. !.С-контуры: индуктивная трехточка (а), емкостная трехточка (б) На рис. 16,6. показаны схемы генераторов с индуктивной (а) и с емкост :ной (б) трехточкой ла~иг 'Ьт '.'-, Рис.16.6. !.С-генераторы с индуктивной (а) и емкостной трехточкой (б) , ..На рис!6 6, а источник питания !улягподключен к части витков катушки ''дидуктивности Х, что уменьшает его шунтируюшее действие и повышает .,'4Жротность колебательного контура ЬСь Сопротивление разделительного , квиденсатора Сг на частоте колебаний близко к нулю.
На рис.16.6, б показан '.: ~Фнератор, собранный по схеме емко сгной трехточюь В нем напряжение обратной 209 связи снимается с конденсатора Сс Энергия, поддерживающая автоколебання, вводится в форме тока Рк Вдя уменьшения шунтируюшего действия транзистора он подключен к контуру через емкостной делитель напряжения. Перестройку частоты автоколебаний осуществляют изменением емкости конденсатора, включенного в колеоательиый контур. В качестве такого конденсатора используется варикап и перестройка частоты осуществляется электрическим путем, Изменяя приложенное к нему постоянное напряжение, изменяют его емкость, и, соответственно, резонансную частоту контура.
Относительная нестабильность частоты у автогенераторов 10-' — 10 '. 16.2. Генераторы прямоугольных импульсов В электронной технике широко приме някп ся устройства, форма выходного напряжения которых резко отличается от синусоидальной. Такие колебания называют релаксационными, мулътивибратор представляет собой разновидность одного из релаксационных генераторов.
Мультивибратор (от латинских слов тийт — много и у!бго — колеблю) — релаксационный генератор импульсов прямоугольной формы, выполненный в аиде усилительного устройства с цепью положительной обратной связи !ПОС). Генераторы импульсных сигналов могут работать в одном из трех режимов: автоколебательном, ждущем нли синхронизации. В автоколебательном режиме генераторы непрерывно формируют импульсные сигналы без внешне~о воздействия.
В ждущем режиме генераторы формируют импульсный сигнал по приходу внешнего 1запускшошего) импульса. В режиме синхронизации генераторы вырабатывают имгпзтьсы напряжения, частота которых ранна или кратна частоте синхронизируюшего сигнала. Сущность работы мультивибратора — переключение энергии конденсатора С с заряда на разряд, от источника питания к резистору Л. Это переключение осуществляется с помощью электронных ключей. Мультивибратор можно построить на базе биполярных и полевых транзисторов, операционных усилителей, таймеров, выполненных в виде интегральных микросхем, потенциальных логических элементов или специализированных интегральных микросхем.
Последний вариант получает все большее распросгранение. Генероторы импульсов на операционнгяс усилителях. На рис. 16.7 показан классический релаксационньш ВС-генератор. Работает он таким образом: допустим, что когда впервые прикладьшасгся напряжение, выходной сигнал ОУ выходит на положительное насыщение 1каким образом это произойдет — неважно). Конденсатор начинает заряжаться до напряжения Оялвьжл с постоянной времени. равной г= КС, Когда напряжение конденсатора достигнет напряжения 210 °:.'~анкдЯ»»»ф»+А»), ОУ переключается в состояние отрицательного насыгцения : ~й!йнюпочен как триггер Шмитта) и конденсатор начинает разряжаться до Г»»г ,-„„'- Я»»»1ЯгьА»), с той же самой постоянной времени.
Цикл повторяется с не , '„"'~зязсязцим от напряжения питания периодом (рис. 16,8) » '.' ' 1 Т= 22ДС (16.7) Я'случае использования вместо резистора Л двух разных резисторов и .;„'~»ь)йвав можно построить несимметричный мультивибратор (рис.16.9), у которого '='а»йзте»явности положительного и отрицательного импульсов не совпадают Рис, 16.7. Генератор прямоугольных импульсов на ОУ »»»Н~хтш С»НХВЫ»С7 ~~вхзкл ~'ВБИ т»п Рис.16.8. Временные диаграммы работы генератора 211 Рис.16.9. Несимметричный мультивибратор Разная длительность положительного и отрицательного импульсов обеспечивается различными постоянными времени перезаряда емкостей т~ и тм т~ =- !!з С; и тз =А~ С.
(16.8) Функционизьные генераторы, которые одновремешю вырабатывают колебания различных видов: прямоугсльныс, треугольные, синусоидальные, можно реализовать на ОУ. Генерация переменного напряжения треугольной формы о существляется по простой схеме с помощью интегратора и триггера Шмитга. В свокэ очередь, используя простой блок формирования синусоидальной функпии (например, фильтр нижних частот) из треугольного напряжения можно получить синусоидальное, Структурная схематакого генератораизображснанарисунок 16.10.
Рис. ! 6.10. Структурная схема функционального генератора Генератор треугольного и прямоугольного напряжений состоит из последовательно включенных интегратора и триггера Шмитта. Интегратор интегрирует имеющееся на выходе триггера Шмитта постоянное напряжение. Когда выходное напряжение интегратора достигает порога срабатывания триггера 1!1митта, напряжение на выходе триггера Шмитта скачком меняет свой знак. Вследствие этого напряжение на выходе интегратора начинает изменяться в противопо- 2!2 .~1е,'пб сторону, пока не достигнет другого порога срабатывания триггера , ~Т)~~та, Изменяя постоянную интегрирования, можно в широком диапазоне ' -. '-"с~уагсграивать частоту формируемого напряжения 1на ': -'-'-' Рис.
16.1! . Принципиальная схема функционально~ о ~ енератора Амплитуда треугольного напряжения зависиттолько от установки уровня ; ф~ф®тывания триггера Шмитта и составляет ,Ч, ив= Ь' (1 6.9) 2 где 1/~а~ — г)зеница насыщения операционного ус~~ите~я 0А с Период - )к)пебаний равен удвоенному времени, которое необходимо интегратору, чтобы ~аз1 выходное напряжение изменялось от -1й до + 1й. Отсюда следует Я, Т= 4АС вЂ” ' Н (16.10) 213 Таким образом, частота формируемого напряжения не зависи~ от уровня -' яйаницы насыщения Ьп~ах операционного усилителя Одновибратор — это мультивибратор в ждущем режиме. Исходя из функци'и)тадьных признаков, одновибратору часто присваивают и другие названия , бл))сковал система, заторможенный мультивибратор, однотактный релаксатор и :йР.
0днако независимо от названия одновибратор представляет собой устройство ,. "Вявэдожительной обратной связью„имеющее одно устойчивое и одно временно- уртййчивое состояние, формирующие одиночный прямоугольный импульс Формирование импульса прямоугольной формы осуществляется одновиб.Фт6ром после поступления запускающего импульса. который переводи~ одно -МбРатор из устойчивого состояния во временно устойчивое. Момент окончания ' временно устойчивого состояния определяется времязадаю гней цепочкой. Изменяя Фжтоянную времени цепочки (плавно или скачком), можно регулировать длитель «~цдть вььходных импульсов в широких пределах. Поэтому одновибраторы широко .Нрйменяются для формирования прямоугольных импульсов заданной длительности '~~4~плитуды и для задержки импульсов на заданное время ю и,,„ в Рис.! 6.12.
Принципиальная схсма одновибратора ! ! Рис.16.13. Временные диаграммы работы одновибратора 2!4 Одновибратор может быть получен из автоколебательного мультивибратора. если его принудительно запереть водном из временно устойчивых состояний, превратив его в устойчивое (рис. 16.12). В схему введены диод ИЗь осуществляющий ждущий режим н цепь запуска на элементах С, Аь гЗь Схема имеет одно устойчивое состояние, когда напряжение на выходе равно отрицательному напряжению насыщения ОУ У-. В исходном состоянии (на выходе Уч диод Лз~ открыт, напряжение на инвсртирующем входе Ун примерно равно нулю, а напряжение на неинвертнрующем входе Ун = У- Аг ! (А~ ~- Аг), Уя - Уа < О, Увых = У.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
