Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника (2000) (1095415), страница 84
Текст из файла (страница 84)
7. Время еосставовлення одновнбратора, согласно выраженню (!1Д1), Г~ 4))„аС~ 4.1„6 !Оз 0,047 1О-г Ола !О г с. Такнм образом, время восстановланяя составляет 26 Тг от длнтельностн выхол- ного ямяульса устройства. И.В. ГЕНЕРАТОР НА ОНЕРАЦНОННОМ РСНЛИТЕЛЕ В $11.2 было показано, что для получения генератора, работающего в режиме автоколебаннй, в любом усилителе с цепью ОС необходимо н достаточно выполнить условия (!1.12) и (!1.!3). В частности, в качестве усилителя можно использовать и операционный усилитель (ОУ). Схема генератора на ОУ прнведенана рис. 11.1),а.
В данном случае ОУ охвачен двумя цепями ОС: положительной с коэффициентом передачи Ьпос !хпосз/эпос|+ +апаса) н отрицательной с Ьоос=(ЯоосСооср+1). рассмотрим процессы, происходящие В схеме прн условии Уьмг ы ( — Уяня ы 1 ° Лля этого воспользуемся передаточной характеристикой усилителя относительно его инвертнрующего входа (рнс. 11.11,б). Очевидно, что в зто случае ОУ выполняет функции ннвертирующего компаратора напряжения. Предположим, что в момент (е на схему подано напряжение питания. Так как усилитель охвачен цепью безынерционной ПОС, а напряжение на его ннвертирующем входе Уя.я=Усоос=0, на выходе ОУ равновероятно может установиться любое нз его максимально возможных напряжений.
Допустим, что иямя!- Уяням. Тогда входное напряженно ОУ примет значение Увхох='Уягм — Уяя я~ — Ьпзс Увия ~~(0,- что подтвердит положительную полярность его выходного напряженна. Согласно характеристике рнс. 1!.!1,б, зто состояние схемы можно было бы считагь устойчивым состоянием равновесия. Однако после появления на выходе ОУ напряжения положительной полярности Уьням начинается процесс заряда конденсатора Соос. Напряжение на инвертирующем входе усилителя начнет повышаться. Этот процесс идет с постоянной времени заряда г,= =(соосСоос и сопровождается увеличением входного напряжения ОУ.
Следовательно, состояние схемы будет квазиустойчивым. В момент, когда напряжение на ннвертирующем входе ОУ достигнет значения У,. ЬпосУ, я (прн этом Увхог =О), выход. нос напряжение усилителя изменит свою полярность, уменьшив- 434 оам е 'оде ао -иа „ Рвс. (К((. Схема сепаратора пе ОУ (а), передаточная харахтерестеха енеертпрувпгего комператора (а) в времеппыв анаграммы выхохаых непременна схемм (а) шнсь до У„,~ — Уев„,.
Напряженке на неиивертнрующем входе уменьшнтся до Уех е= — ЬпосУемх т, а входное напряженно уснлнтеля увеличится до Увх ох 2Ьпос Уе „,>О, Новое состояние схемы также будет квазиустойчнвым, Изменение полярности выходного напряжения ОУ вызовет перезаряд конденсатора Соус. В результате этого с течением времени входное напряжение уснлителя Увхох будет уменьшаться, и в момент, когда У,. ох =О (У,„„- — ЬпосУемх ), произойдет очередное переключение схемы и процесс повторится, Таням образом, на выходе ОУ будет формироваться переменное напряжение ие „, прямоугольной формы (рис.
11.11, в). Форма напряжения на конденсаторе м,„„ь составленная нэ начальных участков экспоненцнальных процессов его перезаряда, будет приближаться к треугольной. Из сказанного можно сделать два вывода: относительно выходного напряження ОУ (нем, ~) схему можно рассматривать как мультнвнбратор, работающий в режнме автоколебаннй; относительно напряжения на конденсаторе Соос (и,„„а) схема является генератором пилообразного напряжения, езв Для определения заансиносгн частоты выходного напряжении рассмотренной схемы от параметров ее элементов запишем выражение для перезаряза конденсатора лоос.
с = не ев + гчс в,в = с/сс ехр ( — ггт 1+ (у„„„(1 — е яр ( — Г/т )), (11.22) где ис» и лгвыв — свободная и вынужденная составляющие про. цессс перезаряда конденсатора Соос, (усв — напряжение на кон. денсаторе в начальный момент времени (1=0). Согласно приведенным временныы диаграммам имеем: для момента !! (гсо»»Ьпос0»ы»ы. для момента !з('с(г)2) = — Ьпос(Ув Подставляя данные значения напряжений в выражение (11.22) и решая его относительно частоты выходного напряжения. находим Лв» 2(г — б) 2ггоосСоос!" 1!+2 пост "'пас!) (! !.23) Из выраженнч (11.23) ел~дует, что для увеличения частоты выходного напряжения необкодиыо уменьшить как постоянную времени цепи ООС (т.), так н коэффициент передачи цепи ПОС !Ьп,с).
Последнее автоматически приводи! к уменьшению амплитуды выходного напряжения (гв хе. Выражение (11.23) было получено в предположении, что для ОУ (!выем~ ! — (Увыхт! н значении .Ь|тос н тв не зависн~ от полЯР. ности его выходного напряжения. Обычно н реальных ОУ условна гУвыхы=! — (Увиты! не выполннется.
К томУ же в Риде слрчаев необходимо иметь либо прямоугольное напряжение, для которого длительность импульса ие равна длительности паузы, либо треугольное напряжение с разнынн по абсолютной величине значениями производной иа различных интервалах. Получить требуемые результаты мох<но, изменяя соответствующим образом значения тв и Ьпос. В качестве примера на рис. 11,12, а, б приведены схемы генераторов на ОУ с различными для положительных и отрицательных значений выходного напряжения ОУ т. и Ьпос. Пример !!.3. Рассзнтать генератор треугольного напрвжении со следухннн. ми параметрами: !. !В кгн; К,' 2 В; О, 1 В.
Решение. 1. Так как амнлитуды выходного напряжения зависят.от его полярности, выполним генератор по схеме рнс. 11 !2, б 2. Юля.построения схемы необходим Ое', у которого !Г,.„.>ш 141,, !Г;). Выберем ОУ типа К574Л!, дла которого !гвму ив» ~!О В, Я»ы*х-2 кОм 3. Элементы пенн ПОС выберем нз заданных амплитуд выходного напря.
жекня и макснмальноа дли ОУ нагрузки !тиос!+ !!пост= ов мвх! Рис. 1!!2 Схемы гене!питеров нэ Ом с пгреченнымн коэффнниентэмн передачи пенн ООС 1о) и ПОС 1б! и,„,н„„-и,, !тпосэ 1'и 1 !'пос а овмх мэх 1рпос е э' угпос! 12'пос! ' ггпост Эткуда + 22 10! о„ и.о'„„,~ю„ 0,436 кОн.
ге 10-0,3 Принимаем гпост-430 Ом В качестве диода испольэуем диод Д220:1, д.тя когарого С!а=0.8 В "2пос!-1рн жэ.— !2!тост-"2-0 43 ' " кО" Прин! эе эпос, =1,6 ком !'точненное эначенне !1ч " равно !0-0,6 Сг+- —, 0,43=1,95 В! 0,43 ! 1,6 !те х мех~нос э 10 0,43 1тпос ! 0м -12пос! -о!тос т=- — — 1,6-0,43 2,3 кОм. 1 Принимаем !!"пос !--2,4 кОм Ь'точненное значение К, — равно !О 0.43 1,6э 0,43т2,4 4. Так как коэффикнент передачи депп ПОС длэ раэличных полнрносгей выходного напряжении неодинаков, то для периода выходного иапркженнн генератора кэ реп!енин (1122! можно записать с а с [~.~и — „'"."')н.~~, .
'""'. )) Тогда постопннап пременн пепе ООС Т лоос С'оос" 1и!14 !?пост "пос11+1и !1+ялосе !плоск+'~нос# 10 с — 2,94 10 т с. 1п 1~0, 11,61+!а!1+О, 11,Ь+2,4Н Лооустнм Оооо 0,1 мкФ Тогда Й11ос 2,94 1О ~,0,! !О а=2,94 кОм. Принимаем йоос 3 кОм Контрольные вопросы 1. Поясните, при каких условиях состояние равновесия называется устойчивым, а при каких кваэиустойчивым, 2. Какие условия необходимо выполнить для построения схемы триггера? 3.
Какие сушествуют основные схемы построения триггеров? 4. Какую роль выполняют емкости цепей связи в схемах триггеров? 5. Какими параметрами определяется максимальная частота переключения триггера? 6. Йокажиге, почему в схеме триггера с змнттериой связью введение в змитгерные цели транзисторов общего резистора обеспечивает формирование цепи ПОС. 7. Сравните характеристики симметричного триггера и триггера с змиттериой связью.
8. Какие режимы работы генераторов Вы знаете? 9. Какие сушествуют типы генераторов'. 1О. Сформулируйте необходимые н достаточные условия су шествования автоколебательного режима работы в генераторах гармонических и иегармоиических колебаний. 11. Каким образом выполняются 1словия самовозбуждеиия в гармонических колебаниях с трансформаторной н РС-цепямн ПОС? 12. Какое устройство называется мультивибратором? 13. Какую роль в схемах мультивибраторов выполняют конденсаторы связи? !4. Какие сушествуют принципиальные отлична между схемами автоколебательных и ждущих мультивибраторов? 15.
Какими процессами определяются длительности фронта и среза выходных импульсов разаичиых мультивибраторов? 428 !6. Из ьалпх условна при заданной частоте переключения можно определить минимальную длительность импульсов автоколебательных мультнвибраторов» 17. Какие условия необходнмо выполнять для того, чтобы в схемах триггера н ждущего мультнвнбратора отказаться от дополнительного источника смещення? !8. Нарнсуйте временную дна~рамму изменения напряжения на конденсаторах симметричного мультивнбратора. 19. Как определить амплитуды прямоугольного н треугольного выходных напряжений генератора на ОУу 20.
Как изменится частота выходного напряжения генератора на ОУ при уменьшении постоянной времени цепн ООС' 21. Какне нзменення необходимо внести в схему генератора на ОУ для получения на выходе переменного прямоугольного напряжения с различной амплигудой положительного н отрнцатезького напряженнйр ГЛ А В А 12. ИМПУЛЬСНЫЕ УСИЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ Практическое использование рассмотренных в гл. 10 СК мон' но реализовать по двум принципиально отлнчным направлениям.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
