Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
Генераторы линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН) формируют напряжение пилообразной формы (рис. 16.5б), которое необходимо для создания разверток на экранах осциллографов, телевизоров и др. индикаторов, для преобразователей аналоговых величин в цифровые, преобразователей амплитуда-время и для др. целей.
Для формирования линейно изменяющегося напряжения, чаще всего используют заряд или разряд конденсатора постоянным током. Простейшая схема ГЛИН приведена на рис. 16.5а.
При разомкнутом ключе К конденсатор С заряжается от источника тока I и напряжение на нем нарастает по закону:
(16.12)
т. е. по линейному закону. В момент времени t 1 ключ К замыкается и конденсатор разряжается через резистор R и ключ К по экспоненциальному закону.
Разработано много схем ГЛИН. Большими преимуществами обладают схемы на ОУ. В них в качестве источника постоянного тока применяются интеграторы на ОУ, а в качестве ключа – компараторы.
Схема интегратора на ОУ приведена на рис. 16.5в. Очевидно, что ; . Так как , то , причем:
.
Мы уже установили, что для ОУ напряжение между входами . Поэтому Uвых=UC, причем:
.
Если напряжение на входе ОУ постоянное, то получаем:
линейно изменяющееся напряжение. Знак приращения обратный знаку входного напряжения.
Схема ГЛИН с внешним управлением приведена на рис. 16.6а. На рис. 16.6б приведены диаграммы напряжений, поясняющие его работу.
Схема состоит из компаратора и интегратора. В исходном состоянии напряжение управления UУ = 0. Под воздействием напряжения Е 0 компаратор находится в состоянии отрицательного насыщения. Под воздействием этого напряжения конденсатор С заряжается до .
Пусть в момент времени t 1 на прямой вход поступает прямоугольный импульс, амплитуда которого Um > E 0. Компаратор переходит в положительное насыщение, т. е. напряжение на его выходе . Это напряжение является входным для интегратора. Открывается диод D 1, начинается перезаряд конденсатора С до . Напряжение UГЛИН убывает по линейному закону в соответствии с выражением:
По окончании импульса компаратор регенеративно переходит в отрицательное насыщение (под воздействием Е 0). Диод D 1 закрывается. Открывается диод D 2. Начинается перезаряд конденсатора С до напряжения . Напряжение UГЛИН возрастает по линейному закону, т. е.
Максимального значения оно достигает за время t = R 2 C. Если пауза , то ГЛИН переходит в устойчивое состояние () до поступления следующего импульса управления.
Кроме рассмотренной схемы, часто применяются ГЛИН в автоколебательном режиме. Чтобы получить такой ГЛИН достаточно в схему рис. 16.6а ввести ОС – R 3, R 4 на прямой вход компаратора с выходов компаратора и интегратора (пунктир на рис. 16.6а). Напряжение обратной связи UОС будет определяться напряжением на выходе компаратора и напряжением на выходе интегратора UГЛИН. На рис. 16.6в приведены временные диаграммы, поясняющие работу генератора.
Пусть в момент времени t 1 = 0 компаратор перешел в состояние отрицательного насыщения. Его . Открывается диод D 2 и на интеграторе начинается формирование линейно нарастающего напряжения UГЛИН. Напряжение обратной связи UОС найдем методом суперпозиции:
(16.13)
где - линейно нарастающее напряжение UГЛИН.
Видим, что UОС также линейно нарастает. В момент времени t 2 наступает равенство UOC = Е 0. Компаратор переключается, напряжение его на выходе скачком изменяется до . Напряжение интегратора скачком измениться не может. Поэтому напряжение обратной связи скачком увеличивается до величины:
(16.14)
Напряжением открывается диод D 1. На интеграторе начинается формирование линейно падающего напряжения. Напряжение UOC также линейно убывает и в момент t 3 принимает значение:
Компаратор вновь переключается и далее процесс периодически повторяется.
Рассмотрим пример.
Пусть в схеме компаратора R 3 = 10 кОм; R 4 = 50 кОм; Е 0 = 1 В; = ±10 В.
Определим UГЛИН и UОС в моменты времени t 1; t 2; t 3.
1. В момент времени t 1 включается питание. Напряжение на выходе компаратора:
Конденсатор С до включения питания был разряжен. Напряжение UC = 0 и скачком измениться не может. Значит и в соответствии с (16.13):
.
Отсюда определим UГЛИН:
.
Определим значение сразу после переключения, когда значение , а UГЛИН еще не изменилось:
.
Напряжение на выходе компаратора . Напряжение обратной связи UOC:
.
Здесь UГЛИН (t 3) – минимальное.
Определим это значение:
.
Напряжение UОС (t 3) определим сразу после переключения, когда значение , а UГЛИН (t 3) = -0,79 В.
Далее значение UГЛИН периодически изменяется от –0,79 В до 3,2 В, а UОС от –2,32 В до 4,31 В.
Дата публикования: 2015-11-01; Прочитано: 1920 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!