December 12 2017 08:17:25
Навигация
Buy Original Varikosette
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
Генераторы импульсов или мультивибраторы
АНАЛОГОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СИГНАЛОВ

Генераторы импульсов (мультивибраторы) для цифровых устройств можно реализовать на базе логических элементов. Классическая симметричная схема мультивибратора содержит два инвертора (например ТТЛ) с резистивно-емкостной обратной связью (рис.11.22,а). Если в начальный момент t = 0 на выходе инвертора D1 имеется высокое напряжение u1 = U 1, то конденсатор С1 перезаряжается и его ток создает высокое напряжение на резисторе R1 (входе инвертора D2). В силу низкого значения напряжения на выходе инвертора D2 ток через конденсатор С2 практически отсутствует, что обеспечивает низкий уровень напряжения на входе инвертора D1.  


Рис.11.22. Схема мультивибратора на ЛЭ (а) и диаграммы работы (б)

По мере разряда конденсатора С1 ток его уменьшается и напряжение u20 снижается. При его равенстве напряжению переключения u20 = Uп в момент t1 происходит смена состояния инвертора D2 и установление на выходе высокого напряжения u2 = U 1.  Перепад напряжения с выхода через конденсатор С2 передается на вход инвертора D1, вызывая его переключение. Далее происходит процесс перезаряда конденсатора С2 до следующего переключения в момент t2. Период повторения импульсов img75 для симметричного мультивибратора R1 = R2 = R и С1 = С2 = С при небольшом выходном сопротивлении инвертора rвых < R  определяется соотношением

img76.

Существует множество способов построения мультивибраторов и генераторов последовательностей импульсов отличной от прямоугольной формы. Широкое распространение получили генераторы линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН) и разных типов треугольных («пилообразных») импульсов, которые применяют в блоках развертки осциллографов, формирователях заданного временного сдвига и других приложениях. Импульсы требуемой формы получают соответствующим выбором цепей положительной и отрицательной обратных связей.

Генератор импульсов треугольной формы можно получить с помощью триггера Шмитта и интегратора (рис.11.23,а).


Рис.11.23. Структура генератора (а), его схема (б) и диаграммы работы (в)

Интегратор и триггер реализованы на ОУ с положительной ОС (рис.11.23,б). На вход интегратора поступает напряжение img77 с выхода триггера. В результате интегрирования на выходе образуется линейно спадающее или нарастающее напряжение img78. При достижении порога срабатывания триггера V1 или V2  происходит его переключение, и знак линейного изменения напряжения становится противоположным (рис.11.23,в). Период колебаний генератора img79 практически не зависит от порогов срабатывания триггера.

Генераторы линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН) строят по такому же принципу с использованием ключа s для обеспечения быстрого разряда емкости интегратора (рис.11.24,а).


Рис.11.24. Структура (а), схема (б) и диаграммы работы (в) ГЛИН

В качестве ключа обычно используют транзистор Т, управляемый выходным сигналом быстродействующей схемы сравнения (компаратора) D2 (рис.11.24,б). При низком уровне напряжения на выходе компаратора транзистор закрыт, конденсатор С заряжается и выходное напряжение интегратора изменяется по линейному закону img80 (рис.11.24,в). В момент равенства выходного напряжения опорному сигналу img81 компаратор выдает на выходе высокое напряжение, которое открывает транзистор, обеспечивая быстрый разряд емкости интегратора. Схема возвращается в исходное состояние и процесс интегрирования повторяется.

В микроэлектронных устройствах нашли применение многофункциональные ИМС генераторов импульсов. Универсальная схема таймера содержит набор элементов, необходимых для построения различных генераторов (рис.11.25,а). В структуру таймера входят два компаратора D1 и D2, RS триггер, разрядный транзистор Т и буферный усилитель (инвертор). Для получения автоколебаний заданной формы необходимо подключить к таймеру источник напряжения V и внешние компоненты R1, R2 и С (рис.11.25,б). Внутренний резистивный делитель задает на входах компараторов уровни напряжений uα = V/ 3 и uβ = 2V/ 3.  


Рис.11.25. Структура таймера (а), схема блока (б) и диаграммы работы (в)

В момент включения электропитания конденсатор С разряжен u2 = 0 и высокое выходное напряжение компаратора D1, поданное на вход R триггера обеспечивает его состояние Q = 0 и соответственно высокое напряжение на выходе u3 = U1. При этом транзистор Т закрыт и конденсатор С заряжается от источника V через последовательно соединенные резисторы R1 и R2: img82, где τ1 = (R1+R2)С  (рис.11.25,в). В момент времени t1 при выполнении условия u2(t1) = 2V/ 3 напряжение на неинвертирующем входе компаратора D2 достигнет уровня срабатывания и на его выходе появится высокое напряжение, которое вызовет опрокидывание триггера и отпирание транзистора Т. Конденсатор будет разряжаться через открытый транзистор и резистор R2:  img83 где τ2 = R2С. Процесс разряда продолжается до момента времени t2, когда u2(t2) = V/ 3 и триггер возвращается в исходное состояние. Режим перезаряда конденсатора приводит к периодическому переключению триггера и изменению уровней напряжения на выходе.  

Подбирая внешние компоненты можно получить колебания различной формы в широком частотном диапазоне.

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.04 секунд 2,295,787 уникальных посетителей