КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Автоколебательный мультивибратор
Генераторы импульсов на операционном усилителе. На базе ОУ разнообразные схемы генераторов: гармонических сигналов и несинусоидальных колебаний, в том числе генераторы прямоугольных импульсов, которые называются мультивибраторами. Мультивибраторы могут работать в автоколебательном режиме и в ждущем. В режиме автоколебаний мультивибратор осуществляет непрерывную генерацию входных импульсов. Принципиальная схема автоколебательного мультивибратора приведена на рисунке 38,а. Временные диаграммы, поясняющие ее работу – на рисунке 38,б.
а) б)
Рисунок 38 Автоколебательный мультивибратор
Резисторы R1 и R2 образуют цепь положительной обратной связи (ПОС), которая обеспечивает быстрое изменение напряжения во время формирования переднего и заднего фронтов выходного импульса. Длительность выходного импульса определяется элементами R3 и C1, включенными между выходом и инвертирующим входом ОУ. Полагаем, что перед началом работы схемы напряжение на конденсаторе С1 отсутствует. При включении источника питания с напряжением +Е, – Е в результате действия ПОС на выходе устанавливается напряжение UВЫХ =+ Е. Обозначим через γ коэффициент деления делителя цепи ПОС:
γ = . Тогда напряжение на неинвертирующем входе составит = γЕ. Конденсатор С1 начинает заряжаться от положительного напряжения UВЫХ =+ Е через резистор R3 с постоянной времени τ = R3 C1 . В момент времени t1 (рисунок 38,б) напряжение на конденсаторе, а следовательно, на инвертирующем входе станет равным : UC = = Е (1– ). На этом формирование положительного импульса заканчивается. Так как это напряжение приложено к инвертирующему входу, то на выходе ОУ устанавливается напряжение UВЫХ = – Е, а на неинвертирующий вход через цепь ПОС подается напряжение = – γЕ. В промежутке времени t1 – t2 конденсатор С1 перезаряжается напряжением противоположной полярности и стремиться зарядиться до напряжения UВЫХ = – Е. В момент времени t2 напряжение на конденсаторе станет равным UC = . Это напряжение, приложенное к инвертирующему входу, изменит состояние ОУ и на выходе его устанавливается напряжение UВЫХ =+ Е. С момента t2 начинается процесс формирования второго положительного импульса. Указанные процессы происходят периодически, в результате чего на выходе мультивибратора формируется последовательность прямоугольных импульсов. Первый импульс формируется при отсутствии начального напряжения на конденсаторе, и его длительность определяется из соотношения: t 1 = τ ln . Второй и последующие импульсы формируются при перезаряде конденсатора от напряжения = – γЕ до напряжения = γЕ. Поэтому они имеют несколько большую длительность:
t И = τ ln . Так как в рассмотренной схеме заряд и разряд конденсатора происходит по одной и той же цепи, то длительности выходных положительных и отрицательных импульсов равны, а период следования импульсов равен Т= 2 t И. Для изменения соотношения длительностей положительных и отрицательных импульсов, цепи заряда и разряда конденсатора выполняются раздельными. В этом случае в цепи ПОС вместо одного резистора R3 включают параллельно два резистора разных номиналов. Последовательно с резисторами включают диоды, направление включения которых определяется током заряда и разряда. Ждущий мультивибратор. В ждущем режиме мультивибратор осуществляет генерацию одиночных импульсов в момент подачи на его вход запускающих импульсов. Принципиальная схема ждущего мультивибратора (ЖМВ) приведена на рисунке 39,а. Временные диаграммы, поясняющие ее работу – на рисунке 39,б. В исходном состоянии на выходе мультивибратора поддерживается отрицательное напряжение UВЫХ = – Е. Часть выходного напряжения поступает на инвертирующий вход и обеспечивает открытое состояние диода VD1, шунтирующего конденсатор С1. Таким образом, UД =UВЫХ , где RД – сопротивление диода. а) б)
Рисунок 39 Ждущий мультивибратор.
Напряжение на неинвертирующем входе = –γЕ. При подаче на вход короткого положительного импульса с амплитудой UЗАП > схема переходит в состояние, при котором UВЫХ = + Е. Напряжение на неинвертирующем входе становится равным = γЕ. С этого момента в схеме развивается переходный процесс, определяющий длительность положительного выходного импульса ЖМВ. На этом этапе диод VD1 закрыт и конденсатор С1 заряжается через резистор R3 . Напряжение на конденсаторе приложено к инвертирующему входу, и когда оно достигнет значения , начинается переход схемы в исходное состояние. На выходе ОУ устанавливается напряжение UВЫХ = – Е. Конденсатор начинает перезаряжаться напряжением противоположной полярности. Когда напряжение на конденсаторе станет равным нулю, открывается диод VD1 и перезаряд конденсатора прекращается. Новый цикл начинается с приходом запускающего импульса. Для нормальной работы схемы необходимо, чтобы период следования запускающих импульсов Т был больше суммы, определяемой временем формирования импульса tИ и временем восстановления tВ: Т ≥ tИ + tВ. Длительность выходного импульса, формируемого ЖМВ, равна: tИ = = τ ln , где τ == R3 C1 , а γ = . Длительность импульса можно регулировать изменением τ или γ. Время восстановления tВ= τ ln (1+γ).
Дата добавления: 2015-05-06; Просмотров: 3716; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |