37-54 (540716), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

Далее процессы повторяются

Частота импульсов СМВ:

(1)

Процесс перезаряда конденсатора С через резистор R под действием источника напряжения в интервале [ t₁; t₂ ] описывается уравнением:

(2) , где - постоянная времени перезаряда конденсатора С.

(3).

Подставляем значения напряжений в формулу (2):

(4).

Учтем, что в момент времени t₂: , найдем длительность импульса t_И = t₂ – t₁:

, откуда:

(5), а частота импульсов:

(6).

Для большинства ОУ U_ВЫХ^- = U_ВЫХ⁺, тогда:

(7),

(8).

Регулирование частоты СМВ может осуществляться изменением сопротивления резистора R или изменением величины .

42. Несимметричный мультивибратор на основе ОУ.

Он характеризуется тем, что длительность импульса не равна длительности паузы. Это достигается введением различных постоянных времени перезаряда во время импульса и паузы. Схема несимметричного мультивибратора и диаграмма его выходного напряжения имеет вид:

Различные постоянные времени получаются при введении неодинаковых по величине резисторов и , тогда при «+» полярности U_ВЫХ открыт диод VD1 и постоянная времени равна , а при «-» полярности ток приводит диод VD2 и . U_ВЫХ при < имеет вид, приведенный на рис. е. Длительности t_П и t_И вычисляются по уравнению (7) с подстановкой и соответственно, а частота по формуле:

. Регулировка скважности импульсов может осуществляться установкой переменного резистора вместо (на рис. д пунктиром). При этом t_И = const.

Дополнительный резистор R_Д необходим для ограничения выходного тока DA1 при = 0. Регулирование скважности при постоянной частоте импульсов может осуществляться по схеме(Ж):

+ = R

43. Одновибраторы на основе ОУ.

Одновибратором (ОВ) называется генератор импульсов прямоугольной формы с двумя состояниями, одно из которых неустойчивое, а другое – устойчивое.

Исходное состояние – устойчивое, в нем ОВ может находиться сколь угодно долго, поэтому его называют режимом ожидания, а ОВ еще и ждущим МВ (мультивибратором).

В неустойчивое состояние ОВ переходит при воздействии внешнего короткого запускающего импульса и находится в этом состоянии в течение длительности импульса t_И, определяющегося параметрами внешних навесных элементов (резисторов и конденсаторов), затем ОВ вновь переходит в устойчивое состояние. Наиболее распространенная схема ОВ и диаграммы его работы имеют вид:

Основой этой схемы служит схема по рис. а, который параллельно конденсатору С подключен к диоду VD1, за счет чего и создается ждущий режим работы. Для указанной на рис. з полярности подключения диода VD1 запускающий импульс должен быть «+» полярности.

В исходном состоянии напряжение на выходе ОУ равно – U_ВЫХ, поэтому:

.

А напряжение U_С равно падению напряжения на открытом диоде, т.е. U_С приблизительно равно 0.

При подаче в момент времени t₁ запускающего импульса «+» полярности, ОУ переводится в состояние с U_ВЫХ = U_ВЫХ⁺, в этом случае , а конденсатор С начинает заряжаться через резистор R с полярностью, уже указанной на рис. з.

Напряжение U_С асимптотически стремится к величине U_ВЫХ⁺, но при малейшем повышении им напряжения U_R1 схема переходит в устойчивое состояние с напряжением на выходе ОУ U_ВЫХ = - U_ВЫХ^-. Под воздействием этого напряжения конденсатор С разряжается до нуля в интервале времени [t₂ , t₃ ], называемым временем восстановления t_В в исходное состояние. В течение длительности t_И напряжение U_С изменяется по формуле:

(12), где .

В момент времени t₂, т.е. по окончании импульса, , откуда находим длительность импульса:

(13)

В течение интервала [t₂, t₃] U_С изменяется по формуле (2), где , а , откуда:

(14).

В момент времени t₃, U_С(t₃) = 0, откуда:

(15).

При U_ВЫХ⁺ = U_ВЫХ^- , получим:

(16)

Сравним формулы (13) и (16), в них:

Для сокращения t_B параллельно резистору R вводят цепочку VD2 и в этом случае (разряда): или вводят транзистор, параллельно конденсатору С вместо диода VD1.

44. Блокинг-генераторы.

Блокинг-генераторы предназначены для формирования импульсов тока прямоугольной формы, относительно большой величины (до 2А) и малой длительности (от единиц мкс до нескольких сотен). Они применяются в схемах развертки электронного луча по экрану электронно-лучевых приборов, в схемах формирования управляющих импульсов тиристорами и т.д.

Блокинг-генератор представляет собой однокаскадный усилитель, охваченный глубокой ПОС с помощью импульсного трансформатора. Выходной импульс формируется при насыщенном состоянии транзистора, в котором он удерживается в течение длительности импульса цепью ПОС.

Срез импульса формируется при выходе транзистора из насыщения вследствие уменьшения тока базы, либо из-за увеличения тока коллектора. В соответствии с этим различают две разновидности блокинг-генераторов: с времязадающим конденсатором в цепи ПОС и с насыщающимся трансформатором. Наибольшее распространение нашел блокинг-генератор с конденсатором в цепи ОС, схема которого имеет вид:

Транзистор VT1 включен по схеме с ОЭ, ПОС осуществляется через вторичную базовую обмотку W_Б с коэффициентом трансформации n_Б = W_K / W_Б, конденсатор С и резистор R, ограничивающие ток базы. Резистор R_Б необходим для создания цепи перезаряда конденсатора С и задания I_Б в режиме покоя. Выходной сигнал снимается либо с коллектора VT1, либо, в случае необходимости потенциального разделения генератора и нагрузки, или изменения величины напряжения на R_H, с нагрузочной обмотки W_H, связанной с W_К коэффициентом трансформации: n_Н = W_K / W_Н. Диод VD1 необходим для исключения попадания на нагрузку напряжения «-» полярности, возникающего при выключении транзистора. Диод VD2 и резистор R1 защищают транзистор VD1 от перенапряжений.

Диаграммы работы блокинг-генераторов:

На интервале времени [t₀, t₁ ] транзистор закрыт, перенапряжение на его коллекторе равно –E_K, напряжения на обмотках равны 0. этот режим транзистора определен запирающим напряжением на конденсаторе С, возникающим на нем во время формирования импульса. До момента t₁ конденсатор перезаряжается от цепи. Общая шина +Е_К, обмотка W_Б, С, R и – (- Е_К ). В момент времени t₁ U_C приблизительно = 0 и начинается отрывание VT1. из-за наличия ПОС процесс отпирания VT1 протекает лавинообразно и называется процессом регенерации или прямым блокинг-процессом. В момент времени t₁ напряжение U_БЭ становится отрицательным и начинают протекать токи базы и коллектора, а U_КЭ уменьшается по абсолютной величине, появляется напряжение на коллекторной обмотке W_K, оно трансформируется в W_Б. За счет позировки обмоток (рис.а) на W_Б формируется напряжение, вызывающее увеличение I_Б. Его рост вызывает увеличение I_К, уменьшение U_КЭ и увеличение U_{W k} и U_Wб. Процесс заканчивается в момент времени t₂ переходом транзистора VT1 в режим насыщения.

Для развития регенеративного процесса необходимо выполнить условие насыщения транзистора, т.е. (1).

Ток I_K равен сумме приведенных к коллекторной обмотке трансформатора токов базы и нагрузки:

(2)

На этапе регенерации , где U_{W k} – напряжение на W_К, r_BX – входное сопротивление транзистора, а . Подставим (2) в (1), с учетом формул для I_Б и I_Н и найдем условие, необходимое для развития прямого блокинг-процесса:

(3)

Длительность фронта импульса, t_Ф = t₂ – t₁ в блокинг-генераторе составляет доли микросекунды. В течение интервала [t₂, t₃ ] = t_И транзистор находится в насыщении, т.е. , а I_К , протекающий через W_K, равен сумме трех составляющих: приведенного к коллекторной обмотке тока нагрузки и тока базы , а также тока намагничивания , т.е. (4).

обусловлен приложенным к обмотке напряжением E_K формой петли гистерезиса сердечника и индуктивностью L_K обмотки W_K. Величину L_K выбирают так, чтобы амплитуда . При этом изменяется почти по линейному закону, что обуславливает постоянство величины U_H в течение t_И. В интервале t_И конденсатор С заряжается от цепи +W_Б – общая шина – эмиттерный переход VT1 – С – R – (- W_Б ).

I_Б убывает по экспоненциальному закону. Длительность импульса зависит от величин R, r_BX, C, n_Б, .

В момент времени t₃ транзистор выходит из насыщения, а в интервале [t₃; t₄ ] = t_СРЕЗА приблизительно = t_ФРОНТА развивается обратный блокинг-процесс, заканчивающийся запиранием транзистора. Закрытое состояние поддерживается запирающим напряжением конденсатора С, прикладывающимся через R и W_Б к VT1.

При запирании VT1 на W_K возникает ЭДС самоиндукции, препятствующее уменьшению , диод VD2 открывается и энергия, запасенная в магнитном поле импульсного трансформатора рассеивается на R1.

Ток уменьшается с постоянной времени L_K / R1 и в момент времени t₅ становится равным 0. величина выброса напряжения на W_K: . Величину R1 выбирают небольшой порядка десятков Ом из соображения снижения U_ВЫБР.

Т.к. .

Без цепи VD2 – R1 U_ВЫБР достигает нескольких десятков Вольт. Транзистор вновь открывается, когда U_C приблизительно = 0.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)