Материалы по всему курсу схемотехники (необработанное) (1.4.4.5 RC-генератор прямоугольных импульсов)

Посмотреть архив целиком

RC-генератор прямоугольных импульсов


В схеме RC-генератора прямоугольных импульсов (рис.1) усилитель DA служит компаратором, сравнивая потенциалы в точках КТ2 и КТ3. Инерционное звено RR*C, как будет показано далее, определяет частоту колебаний (сопротивление R* позволяет регулировать эту частоту). На R1R2 собран делитель напряжения для передачи части Uвых в точку КТ3.

Полярность Uвых определяется знаком дифференциального напряжения

.

В первый момент после подачи питания на входе усилителя появится напряжение ошибки U0, обусловленное неидеальностью компонентов схемы. В результате усиления этого напряжения схемой ИУПТ в Кu раз (Кu105106) на выходе DA формируется напряжение некоторой величины Uвых. Действие ПОС на R1R2 приводит к тому, что напряжение Uвых достигает своего максимального уровня – напряжения насыщения Uнас. Величина Uнас определяется разностью между напряжением питания усилителя и напряжением насыщения соответствующего транзистора выходного каскада ИУПТ и при Uпит.ус.=15В величина Uнас составляет около 14,5В. При положительной полярности выходного напряжения с величиной +Uнас по цепи R1R* потечет ток в направлении от КТ1 к КТ2. Первоначально конденсатор разряжен (UКТ2=0). При идеальных параметрах элементов схемы напряжение на конденсаторе Uc(t), изменяясь по экспоненциальному закону, будет стремится к +Uнас с постоянной времени =(R+R*)C (реакция инерционного звена на скачек напряжения). Когда Uc(t) окажется соизмеримо с напряжением на неинвертирующем входе усилителя и разность этих напряжений (дифференциальное напряжение ) поменяет знак, напряжение Uвых также изменит знак на противоположный – так произойдет переключение уровня выходного напряжения генератора. Дифференциальное напряжение, при котором происходит переключение уровня Uвых, называется чувствительностью

и обычно составляет величину порядка микроВольт.

Время, за которое напряжение Uвых достигнет нового уровня, зависит от динамического параметра микросхемы ИУПТ – скорости нарастания выходного напряжения VUвых [В/мкс] После изменения знака Uвых конденсатор начнет перезаряжаться до нового уровня напряжения, после достижения которого процесс перезарядки возобновится в обратном направлении и т. д. Частота следования генерируемых импульсов определяется промежутком времени, за который напряжение на конденсаторе успевает достигать напряжения на неинвертирующем входе ИУПТ и зависит от постоянной времени и коэффициента передачи цепи положительной обратной связи.

При выборе номиналов схемы необходимо учесть, что сумма тока делителя (R1, R2), тока заряда конденсатора и тока нагрузки не должна превышать максимально допустимого выходного тока выбранной ИМС ИУПТ.

Такой генератор обычно используют для получения сигналов прямоугольной формы на частоты до нескольких десятков килоГерц (теоретически верхнее значение частоты генерируемых колебаний не может превышать частоту единичного усиления усилителя).

Зная работу генератора можно вывести формулу, связывающую частоту генерации с номиналами элементов. Поскольку в установившемся режиме напряжение на конденсаторе начинает изменяться не с нуля, а с напряжения , и стремится к напряжению Uнас, причём полярность Uнас противоположна Uд, при идеальных параметрах компонентов схемы генератора закон изменения напряжения на конденсаторе Uc(t):

Приравняв формулу Uc(t) к напряжению, при котором произойдёт переключение ИУПТ () из полученного выражения можно найти переменную tимп=Т/2.

Таким образом, формула частоты от номиналов для идеальных элементов схемы имеет вид:

f=1/2tимп=



Случайные файлы

Файл
7610-1.rtf
33541.rtf
24038.rtf
66634.rtf
diploma.doc




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.