животные и растения

Генераторы линейно-изменяющегося напряжения. Компараторы

Генераторы линейно-изменяющихся напряжений (ГЛИН) формируют периодические сигналы, изменяющиеся по линейному закону. ГЛИН широко применяются в электронной технике: в устройствах горизонтальной развертки луча в осциллографах, в аналого-цифровых преобразователях (АЦП) и других преобразовательных устрой­ствах.

Генераторы линейно изменяющихся напряжений формируют напряжения пилообразной формы (рис. 50). Пилообразные импульсы характеризуются длительностью рабочего хода tр, длительностью обратного хода tо и амплитудой Um.

Для создания линейной зависимости напряжения от времени чаще всего используют заряд (или разряд) конденсатора постоянным током. Простейшая схема ГЛИН приведена на рис. 51.

Рисунок 50 – Временная диаграмма импульсов

пилообразной формы

Когда транзистор VT закрыт, конденсатор С заряжается от источника питания Ек через резистор R2. При этом напряжение на конденсаторе, а значит и на выходе линейно возрастает. При поступлении на базу положительного импульса транзистор открывается, и конденсатор быстро разряжается через его малое сопротивление, чем обеспечивается быстрое спадание выходного напряжения до нуля – обратный ход.

Рисунок 51 – Простейшая схема для формирования линейно изменяющегося напряжения

В электронных устройствах используются различные типы ГЛИН на транзисторах и микросхемах. Среди них широкое распространение получили схе­мы на ОУ.

В качестве примера рассмотрим простой ГЛИН на двух микросхемах ИОУ, схема которого приведена на рис. 52. Генератор состоит из двух функциональных блоков - интегратора и триг­гера Шмитта.

Рисунок 52 – Схема ГЛИН на ОУ

Интегратор - схема, при подаче на вход которой постоянного напряжения U0 выходное напряжение изменяется по линей­ному закону, пока не достигнет напряжения Uнас. Интегратор собран на микросхеме DA1, ре­зисторе R и конденсаторе С. Напряжение u1 на выходе интегратора уве­личивается по линейному закону под воздействием U0.

Триггер Шмитта собран на микро­схеме DA2 и резисторах R1 и R2, обеспечивающих ПОС. Здесь использу­ется триггер Шмитта с управлением по току - при равенстве li1l = lI2l происходит переключение триггера Шмитта из одного состояния в другое. Для обеспечения периодического перезаряда кон­денсатора установлена цепочка R3 - VD, по которой протекает ток I3 пе­резаряда емкости С. На рис. 51 показаны временные диаграммы работы ГЛИН.

Рисунок 53 – Временные диаграммы работы ГЛИН на ОУ

Пусть в момент t = 0 ем­кость С перезаряжена до напряже­ния u1 = -U1max. При этом триггер Шмитта переключился в положение, когда u2 = -U2нас. Отрицательным напряжением -U2нас диод VD за­крыт, т. е. не пропускает ток I3 =0. Емкость С заряжается током I0. Следовательно, напряжение u1 увеличивается с постоянной скоростью (по линейному закону). При этом ток i1 также увеличивается по линейному закону. При достижении равенства li1l = l-I2l триггер Шмитта переключается в другое состояние, при котором u2 = +U2нас. При этом диод VD открывается и начинает протекать ток I3 - емкость С начинает перезаряжаться током Iпз = I3 -I0, а напряжение u1 - уменьшаться по линейному закону.

В момент равенства l-i1l = I2 триггер Шмитта скачком перехо­дит в положение, когда u2 = -U2нас и далее цикл повторяется. Таким об­разом, ГЛИН одновременно формирует напряжение u1 пилообразной формы и напряжение u2 прямоугольной формы.

Share
Tags :
06.04.2017