promel (967628), страница 45
Текст из файла (страница 45)
Длительности импульсов )им )м несимметричного мультивибратора рассчитывают по формуле (3.21) с подстановкой соответствующего значения тс,а, а его частоту — по формуле 1 ! Сис + Сив На выбор коэффициента передачи к =- )1,1()1, + )1.,) и знак сопротивлений резисторов в обеих схемах накладываются ус ' ограничения по предельно допустимым режимам работы опера ного усилителя. Так, коэффициент передачи х задают с учетом м мально допустимого значения напряжения (1, „„по дифференц ному входу ОУ.
В то время как максимальные напряжения на вертирующем и инвертирующем входах ОУ в мультпвибратора ставляют к(1;„„„, максимальному напряжению на диффсре альном входе (1~ м,„соответствует величина 2х(/,, ~,„, й: действующая в момент переключения схемы. Исходя из х ~ (1, „/(2(1~, „,„). Если напряженая питания ОУ Е„ ==Ек2 = Ек и (/алых иах = Кюх шах Ец, то коэффициент переда выбирают из условия ыа маяк х < 2пя (3. 190 Выбор значений сопротивлений Л, й,, Е, в схемах осуществл ' с учетом максимально допустимого тока 1„„,,„операционного у' лнтекя.
Выходной ток ОУ образуется из трех составляющих: тока грузии и„„,Я„, тока обратной связи по неинвертирующему вхо и„„,1Я, + йз) и тока обратной связи (и„„, — ис)Я по инвер пующему входу, максимального в момент переключения схемы. В пр положении Епа = Е„, = Е„и (/,, „,„= (1„„, ж Ея имеем ~ йя й~+ йа Для отдельных типов ОУ максимально допустимый ток завис от полярности выходного напряжения ((1;,„„„, У„„,„„„,).
В это случае в качестве тока 1,„„„„выбирают наименьшее из его зная ний. В схеме рис. 3.9, а условие (3.24) должно выполняться для на меньшего из сопротивлений )с', гс". Ограничение по максимуму со противлений ц', )1, вводят для уменьшения влияния нестабильност' входного сопротивления ),"„.ок на длительность выходных импуль'-. сов и частоту мультивибратора. Исходя из этого, сопротивления Е, И, выбирают в 3 — 5 раз (а иногда и более) меньшими входного сопров тивления ОУ соответственно по инвертирующему и неинвсртируюшему входам.
Длительности фронтов генерируемых импульсов определяются::, временем переключения ОУ при управлении большим уровнем вход-.' ного сигнала. Достигаемые длительности фронтов зависят от типа ис-' пользуемого ОУ н составляют не более 0,5 мкс. Распространенной операцией преобразованкя импульсного сигнала прямоугольной формы, получаемой, я частности, от мультивибратора, является уменьшение длительности импульсов, осуществляемое с помощью так называемой укорачивающей или диффер е и ц и р у ю щ е й цепи (рнс.
3.)0, а). Дифферепцирующую цепь используют для формирования запускающих импульсов последую. например одновибратора (см. 5 3.5), в момент начала или я!их У ' „п),льса прямоугольной формы. ов, иап ако""аи деиствия дифференцирующей цепи основывается на про~арада конденсатора С в цепи с резистором )г под воздейах пеРезар с'а"е ол жим, что на вход дифференцирующей цепи поступают П едполож зуполяриые е импульсы прямоугольной формы (рис.
3.10, б). На ин. дау ( ( и,„= — (у и конденте зале е — 3 Вх и' дражен до напряжения — (/ с сатор зар полярно пастью, указанной на рис. 3.10, а без снох обок. Поскольку напряжение на повторе не можег измениться скачконденс ком, и ° , изменение полярности входного импульса ульса в момент времени (х вызывает на а) <+))-) +г (+)- У еи ад, аеа игах [-) + зых ' ыходе цепи скачок напряжения 2(У положительной полярности (рис.
3.10, г). После момента вРемеяи (, процесс в )епи обусловливается зарядом конденсатора С по зкспоненциальному закону до напряжения (У (рис. 3.10, в). Если принять внутреннее сопротивление источника сигналов )х„ = О, то постоянная времени т = С)х'. Характер изменения напряжения на конденсаторе с момента времени (, находим по формуле (3.17), где ис(ео) = = (lм, и~(0) = — ()~: идх Л т, г е аЩ а ис (г) = ӄ— 2(У е '~'.
(3.25) Напряжение на выходе цепи и„,„= = ие„ вЂ” ис(!) изменяется согласно за. виси мости игы ! веа 6 (3.26) Иными словами, с момента времени а 'х дифференцирующая цепь формирует импульс зкспоненциальной формы поло- Ркс З. )ц Схема ддФФереаиижительной полярности, длительность румехей яеее (а) я ее еремея которого зависит от постояннои времени т (рис. 3.!О, г). По окончании процесса заряда напряжени~ на конденсаторе равно (ум н имеет полярность, указанную на рис.
3.!О, а в скобках. Изменение полярности входного импульса в момент времени вызывает обратный перезаряд конденсатора и аналогичное формирова"ие па выходе цепи импульса напряжения отрицательной поляр"ости (рис. 3 10, г) Т~ким образом, на выходе цепи создается последовательность импульсов напряжения чередующейся полярности, совпадающих во вРемени с началом действиЯ входных импУльсов. ТРебУемаЯ длител ность выходных импульсов достигается с помогцью соответствующ постоянной времени в =- СР, которую обычно выбирают много мен шей длительности (а входных импульсов.
Для выделения выходка импульсов только одной полярности к выходу днфференцнрующей ц пи подключают диод. На рис. 3.10, а пунктиром показан способ вкл чения диода для получения выходных импульсов только положител ной полярности (рис. 3.10, д). Если требуются импульсы отрицател ной полярности, диод включают в противоположном направлени й 3.5. ОДНОВИБРАТОРЫ О д н о в и б р а т о р ы предназначены для формирования пр моугольного импульса напряжения тр. буемой длительности при воздействи' на входе короткого запускающего им.
пульса. Одновибраторы, так же как мульти вибраторы и триггеры, относятся классу схем, обладающих двумя состоя-' ниями. Однако з отличие от мульти-' вибраторов, в которых оба состояния'. являются неустойчивыми, в одновибраторах (часто называемых также ж д у- ' щ и м и м у л ь т и в и б р а т о р а м и)'"'. одно состояние устойчивое, а другое — ".' неустойчивое. Устойчивое состояние ха-' рактеризует н с х о д н ы й р е ж и м работы (режим ожидания) одновибратора. Неустойчивое состояние ' наступает с приходом входного запускающего импульса. Оно продолжается некоторое время, определяемое время- задающей цепью схемы, после чего одновибратор возвращается в исходное устойчивое состояние.
Выходной импульс формируется в результате следования одного за другим двух тактов переключения схемы. В настоящее время для построения одновибраторов используют преимущественно интегральные операционные усилители. Наибольшее распространение получила схема одновибратора, приведенная на рис. 3.11, а. Ее основой служит схема мультивибратора рис. 3.8, а, в которой для создания ждущего режима работы параллельно конденсатору С включен диод Д,. а' А г -С:Л- -('(-1 авт о ~ вво+ ы ввбввттвт в) а ввввв т е~ъва~» тв» вв р "ввттав Рас.
3. 1К Схема одновабра тара (а) я его временные диа граммы (б — д) да яоа1ительной полярности. При обратном включении диода Д, (а кя<е Д,) требуется запускающий импульс отрицательной поляр„астн, чему соответствует также изменение полярности выходного импульса. В исходном состоянии напряжение на выходе одновибратора равно (/-,„х пах, что определяет напряжение на неинвертирующем вхо- ЧеоОУ "1-И= х(1 вых пх (Рис. 3.11, б — г).
НапРЯжение на инвеР- тярующем входе ОУ и! и равное падению напряжения на диоде Д, от протекания тока по цепи с резистором Я, близко к нулю (рис. 3.11, д). Поступающий входной импульс в момент времени !1 переводит ОУ в состоЯние (7;„х,„. На неинвеРтнРУющий вход ОУ пеРедаетсЯ напряжение хКн,, (рис. 3.11, г), поддерживающее его изменившееся состояние. Воздействие напряжения положительной полярности на выходе ОУ вызывает процесс заряда конденсатора С в цепи с резистором )ха, в которой конденсатор стремится зарядиться до напряжения К „... (рис.
3.11, д). Характер процесса заряда находят из уравнения (3.17), где ис(оо) = (7,",и а„ис(0) = О, т = = С)г: ис (!) = (7аа„х пах (1 — е ') . (3,27) 1„= х 1п = т 1п (! + — ') . 1 1 ххах (3.28) После момента времени !х в схеме наступает процесс восстановления исходчого напряжения на конденсаторе ис = 0 (рис. 3.11, д). который обусловливается изменившейся поляряостью напряжения на выходе ОУ. Процесс перезаряда конденсатора в пепи с резистором 11'опРеДелЯетсЯ зависимостью(3.17), гдеис( ) = — (7;,„.х. ис(0) =- я (7внх пах ° Отсюда ИС(!) — (Х!'вых пах ~ (~аых пах! Е (1вых пах ° (3.29) Режим восстановления заканчивается тем, что напряжение на конденсаторе достигает напряжения отпирания диода Дх, которое можно принять равным нулю.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
