L_14 (1075850), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Для анализа воспользуемся передаточной характеристикой ОУ относительно его инвертирующего входа (рис.14.15). Такуюпередаточную характеристику имеет регенераторный компаратор (см. лекцию №11, рис.11.12). Следовательно, в схеме автогенератора ОУ выполняетфункции инвертирующего компаратора напряжения.UвыхUвых.макс0Uвх и-Uвых.максРис.14.15.Будем считать, что в момент времени t 0 в схему автогенератора поданонапряжение питания. Конденсатор С 1 не заряжен.

Напряжение на инвертирующем входе ОУ равно U вх и = U с1 оос = 0. Усилитель охвачен безинерционной ПОС. На выходе ОУ может установиться любое из его возможных максимальных напряжений. Допустим U вых1 = U вых макс , следовательно, напряжение на входе ОУ принимает значение=−= 0 − γ пос U макс = − γ пос U макс , что подтверждает поUвх ОУ U вхи U нложительную полярность на выходе ОУ. В соответствии с передаточной характеристикой ОУ (рис.14.15) такое состояние можно было бы назвать устойчивым равновесием.

Но как только на выходе появилось положительноенапряжение, начинается заряд конденсатора С 1 . Напряжение на инвертирующем входе начинает повышаться. Заряд конденсатора идёт с постояннойвремени τ з = R1оос С1оос . Напряжение на входе ОУ повышается, то есть этосостояние можно лишь условно назвать устойчивым.

По мере заряда конденсатора напряжение на инвертирующем входе повышается и, как только оностанет равным напряжению ПОС, напряжение на входе ОУ станет равен нулю. В этот момент времени напряжение на выходе ОУ меняет полярность напротивоположную. На выходе операционного усилителя устанавливается напряжение U вых 1 =─U вых макс . Напряжение на неинвертирующем входе уменьшается до U вх н = − γ пос U вых макс , а напряжение на входе ОУ повышается доUвхОУ= 2γ пос U вых макс > 0. Новое состояние схемы также является квазиу-стойчивым. Дело в том, что изменение полярности напряжения на выходеОУ вызовет перезаряд конденсатора.

По мере разряда конденсатора напряжение на инвертирующем входе ОУ начинает уменьшаться и, как только онодостигнет уровня U вх и = − γ пос U вых макс , напряжение на входе ОУ станетравным нулю. И в этот момент произойдёт очередное переключение схемы.Процесс повторится.Вывод. На выходе ОУ формируются напряжения двух форм:• переменного прямоугольной формы (U вых1 ); при этом схему автогенератора относительно его выходного напряжения можно рассматривать какмультивибратор, работающий в режиме автоколебаний;• треугольной формы (U вых2 ); такая форма напряжения на выходе получилась за счёт процессов перезаряда конденсатора.

Эту форму напряженияпринято называть пилообразной. Схема автогенератора относительно напряжения U вых2 работает как генератор пилообразного напряжения.Частота выходного напряжения зависит от параметров элементов схемыfкомп=11=ln(1 + 2 R 3пос R 2пос)2(t 2 − t1) 2 R1оос С1оос(14.5)Из формулы (14.5) следует, что для повышения частоты выходного напряжения ОУ необходимо уменьшить постоянную времени цепи ООС (τ з ) икоэффициент передачи цепи ПОС (γ пос) ).

Но не надо забывать о том, чтоуменьшение γ пос повлечёт за собой уменьшение амплитуды выходного сигнала.Теоретическое обобщение по теме «Автогенераторы»В настоящее время, кроме ОУ, для реализации генераторов прямоугольной формы используются специализированные микросхемы ─ таймеры.Таймеры ─ это устройства, предназначенные для получения точных интервалов времени. Схемы таймеров в настоящее время изготавливают по технологиям на биполярных и МОП-транзисторах..

Характеристики

Список файлов лекций