Генераторы линейно изменяющегося напряжения
Исследование схемы генератора линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН), полученной из схемы мультивибратора путем замены времязадающей RC-цепи неинвертирующим интегратором. Порядок и принципы построения генератора с постоянной частотой генерации.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | лекция |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 04.10.2013 |
| Размер файла | 42,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
????????? ?? http://www.allbest.ru/
????????? ?? http://www.allbest.ru/
Генераторы линейно изменяющегося напряжения
Напряжение на конденсаторе , как известно, связано с током , протекающим через конденсатор емкостью C, интегральным соотношением
,
откуда следует, что линейное изменение во времени напряжения имеет место только при постоянном токе :
, (6.2)
когда заряд конденсатора осуществляется от генератора тока, имеющего бесконечное внутреннее сопротивление, что реализуется в схеме интегратора (см. рис. 3.5).
Таким образом, схема генератора линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН) может быть получена из схемы мультивибратора путем замены времязадающей RC-цепи неинвертирующим интегратором. В частности, если в качестве исходной взять схему мультивибратора, приведенную на рис. 6.12, а, то схема ГЛИН примет вид, показанный на рис. 6.14, а, где ОУ, , , , и составляют неинвертирующий интегратор, конечно, при условии , . Схема рис. 6.14, а функционирует точно так же, как и схема рис. 6.12, а, за исключением того, что напряжение на конденсаторе C в схеме рис. 6.14, а изменяется линейно, а не по закону экспоненты, как это имело место в схеме рис. 6.12, а. Кроме того, в схеме рис. 6.14, а на инвертирующий вход компаратора поступает напряжение не с конденсатора (), а с выхода интегратора (), которое связано с напряжением соотношением
. (6.3)
Поскольку, как отмечалось в подразд. 3.4, ошибка интегрирования у неинвертирующего интегратора (см. рис. 3.5, б) больше, чем у инвертирующего (см. рис. 3.5, а), в схеме ГЛИН предпочтительнее использовать инвертирующий интегратор. Чтобы при этом знак общей обратной связи остался прежним (отрицательным), выход инвертирующего интегратора необходимо подключить к неинвертирующему входу компаратора, а источник опорного напряжения - к его инвертирующему входу (с изменением знака ), как показано на рис. 6.14, б. В момент подачи питающих напряжений на выходе интегратора действует нулевое напряжение (), а на инвертирующем входе КН - отрицательное , поэтому на выходе компаратора и на его неинвертирующем входе будут высокие напряжения, соответственно и . Под действием начнется заряд конденсатора C через и выходное сопротивление ОУ, поэтому напряжение будет увеличиваться, а напряжение и - уменьшаться, что продлится до тех пор, пока не достигнет порога срабатывания компаратора, т.е. понизится до значения
, (6.4)
где - минимальное напряжение на выходе интегратора. После этого выходное напряжение компаратора станет низким , уменьшится и напряжение , что подтвердит низкое состояние выхода КН. Начнется разряд конденсатора C через и выходные сопротивления КН и ОУ, в результате напряжение станет уменьшаться, а напряжения и - увеличиваться, причем последнее до уровня, при котором произойдет переключение компаратора в состояние «1»:
, (6.5)
где - максимальное напряжение на выходе интегратора.
Поскольку при протекании через конденсатор тока
напряжение на конденсаторе, как это видно из (6.4), (6.5) и рис. 6.14, г, изменяется на величину
,
длительность импульса , согласно выражению (6.2), определится из соотношения
.
Такова же будет и длительность паузы .
После замены в мультивибраторах с таймером (см. рис. 6.13, а и б) времязадающей RC-цепи на неинвертирующий интегратор схемы ГЛИН примут вид, показанный на рис. 6.15, а и б (в отличие от схем рис. 6.13, а и б здесь в обозначении таймера показан управляющий вход V). В то время как в генераторе треугольных импульсов (рис. 6.15, а) и заряд, и разряд конденсатора C происходит по линейному закону, в генераторе пилообразных импульсов (рис. 6.15, б) линеен только заряд, тогда как разряд - быстрый и нелинейный (через небольшое сопротивление разрядного ключа). Поскольку в процессе заряда ток через конденсатор постоянен:
,
а изменение напряжения на нем, согласно выражению (6.3), при свободном выводе V составляет величину
,
длительности импульсов в схемах рис. 6.15, а, б в соответствии с (6.2) описываются следующими выражениями:
(6.6)
Длительность паузы в схеме 6.15, а равна длительности импульса .
Так как в схемах рис. 6.14, а, б и 6.15, а, б переключающее напряжение пересекает уровни пороговых напряжений под большим, чем в схемах рис. 6.12, а и 6.13, а, б, углом, стабильность длительности импульсов у ГЛИН выше. Поэтому они часто используются вместо мультивибраторов в качестве генераторов прямоугольных импульсов. В ГЛИН, выполненном на таймере, частотой генерации
можно управлять, подавая управляющее напряжение на вход V (рис. 6.15, а, б). В этом случае пороговые напряжения и , а также их разность являются линейными функциями управляющего напряжения:
(у таймеров чаще всего ). Поэтому в схеме рис. 6.15, а, как следует из выражения (6.6), длительности импульса и паузы
частотный генератор мультивибратор интегратор
также имеют линейную зависимость от.
При построении генератора с постоянной частотой генерации и управляемой длительностью импульсов (изменяемой скважностью импульсов; широтно-импульсной модуляцией) используется схема (рис. 6.16, а), состоящая из генератора треугольных импульсов (ГТИ) с постоянной частотой и компаратора, на один из входов которого подается линейно изменяющееся (треугольное) напряжение с выхода ГТИ (рис. 6.16, б), а на другой - управляющее напряжение . Если , то на выходе компаратора действует высокое напряжение , если же , то . Изменяя напряжение , можно изменять соотношение между длительностями импульса и паузы.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Электронная вычислительная техника. Описание схемы устройства, расчет фантастронного генератора пилообразного напряжения. Генераторы прямоугольных импульсов, линейно-изменяющегося напряжения, ступенчато-изменяющегося напряжения, синусоидальных колебаний.
дипломная работа [614,9 K], добавлен 17.04.2009Основные характеристики импульса. Генераторы линейно изменяющегося (пилообразного) напряжения, их назначение и область применения. Методы линеаризации пилообразного напряжения. Требования к устройству. Основные характеристики и принцип построения ГПН.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 07.08.2013Изучение сущности широтно-импульсной модуляции - изменения ширины (длительности) импульсов, следующих друг за другом с постоянной частотой. Разработка широтно-импульсного модулятора. Расчет генератора линейно изменяющегося напряжения. Выбор компаратора.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 23.12.2010Расчет схемы генератора линейно-изменяющегося напряжения. Схема блокировки устройства управления. Устройство синхронизации и запуска развертки. Определение параметров фазоинвертора, оконечного усилителя канала X. Расчет мощностей сопротивлений блока.
курсовая работа [578,0 K], добавлен 17.02.2013Анализ исходных данных и выбор схемы импульсного управления исполнительным двигателем постоянного тока. Принцип работы устройства. Расчёт генератора линейно изменяющегося напряжения. Построение механической и регулировочной характеристик электродвигателя.
курсовая работа [843,9 K], добавлен 14.10.2009Устройство и механизм действия простейшего генератора пилообразного напряжения. Принципиальная схема простейшего ГПН. Классификация устройств со стабилизаторами тока. Разработка принципиальной схемы генератора. Алгоритм и программа функционирования.
курсовая работа [906,6 K], добавлен 09.06.2011Разработка функциональной и принципиальной схем генераторов прямоугольных импульсов, синусоидальных колебаний, шума и линейно-изменяющегося напряжения. Расчет трансформатора, усилителя мощности, конденсатора, резистора и надежности радиоэлементов.
курсовая работа [333,2 K], добавлен 13.12.2015Принципы построения генераторов. Выбор и обоснование принципиальной схемы генератора пилообразного напряжения (ГПН). Расчёт элементов устройства, выбор типов и номиналов. Классификация ГПН со стабилизаторами тока, применение дискретных элементов.
курсовая работа [574,5 K], добавлен 29.06.2012Методика проектирования генератора на основе микроконтроллера, его технические характеристики. Выбор и обоснование технического решения. Разработка принципиальной и электрической схемы устройства. Эмуляция программы в пакете VMLAB, оценка погрешностей.
курсовая работа [933,3 K], добавлен 13.06.2010Использование генератора стабильного тока для стабилизации режимов. Недостаток рассматриваемых генераторов стабильного тока – относительно небольшое выходное сопротивление. Генераторы стабильного напряжения. Стабилитроны с напряжением запрещенной зоны.
реферат [411,6 K], добавлен 04.01.2009Расчет генератора синусоидальных сигналов как цель работы. Выбор принципиальной схемы высокочастотного генератора средней мощности. Порядок расчета LC-генератора на транзисторе, выбор транзистора. Анализ схемы (разработка математической модели) на ЭВМ.
курсовая работа [258,5 K], добавлен 10.05.2009Проектирование цифрового генератора аналоговых сигналов. Разработка структурной, электрической и функциональной схемы устройства, блок-схемы опроса кнопок и работы генератора. Схема делителя с выходом в виде напряжения на инверсной резистивной матрице.
курсовая работа [268,1 K], добавлен 05.08.2011Характеристика, параметры и принципы построения генераторов пилообразного напряжения с зарядным транзистором и стабилизатором тока. Исследование зависимости амплитуды выходного сигнала от напряжения питания для схем с биполярным и полевым транзисторами.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 27.02.2012Моделирование генератора с кварцевым резонатором, оценка его добротности и стабильности. Разработка электронно-счетного частотомера; расчет параметров его структурных компонентов (мультивибратора, индикатора, триггера). Конструирование блока питания.
курсовая работа [773,3 K], добавлен 27.04.2011Анализ аналогов генератора пилообразного напряжения. Принципиальная схема, принцип работы. Генератор пилообразного напряжения на микроконтроллере. Разработка структурной функциональной схемы цифрового устройства. Индикатор уровня сигнала на LM3915.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 27.01.2016Система автоматического регулирования (САР) напряжения для поддержания напряжения на выводах генератора на заданном уровне. Структурная схема САР. Передаточные функции разомкнутой и замкнутой системы. Характеристическое уравнение исходной системы.
курсовая работа [915,2 K], добавлен 11.03.2013Основные характеристики и эквивалентная схема кварцевого резонатора. Трехточечные схемы автогенераторов, их преимущества. Расчет основных показателей генератора. Проектирование печатной платы и принципиальной схемы генератора и источника питания.
курсовая работа [975,2 K], добавлен 20.01.2013Разработка структурной схемы свип-генератора. Схема генератора качающейся частоты. Основные характеристики и параметры усилителей. Нелинейные искажения усилителя. Входное и выходное напряжения. Расчёт коэффициента усиления по мощности усилителя.
курсовая работа [456,4 K], добавлен 28.12.2014Методы расчета двухконтурной цепи связи генератора с нагрузкой. Нагрузочные характеристики лампового генератора с внешним возбуждением. Расчет значений максимальной мощности и оптимального сопротивления связи XсвОПТ для двух режимов работы генератора.
курсовая работа [210,6 K], добавлен 21.07.2010Преобразование энергии источника постоянного тока в энергию электрических колебаний при помощи релаксационных генераторов. Устройство автоколебательного мультивибратора на дискретных компонентах. Выбор структурной схемы генератора прямоугольных импульсов.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 14.06.2011
