Студопедия

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).




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-05-06; Просмотров: 3711; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.01 сек.