4.7.4. Генератор импульсов треугольной формы

В RС-генераторе треугольных импульсов (рис. 4.17, а) входным напряжением u_вх триггера, выполненного на ОУ1, служит напряжение u_вых2 получаемое на инверторе -интеграторе, собранном на ОУ2.

Поясним работу интегратора. Ток і_С, проходящий через конденсатор С, равен произведению его ёмкости на производную от разности потенциалов на его зажимах (u_С = u_вых2 так как потенциал точки А (рис. 4.17, а) близок к нулю), т. е.

Ток связи между операционными усилителями ОУ 1 и ОУ2 і_С = u_вых1/ R

Приравняв правые части двух равенств, получим:

Проинтегрировав это выражение от 0 до t и разделив обе части на -С, имеем

где u_вых0 -напряжение на генераторе при t= 0.

Пусть в момент времени t₁ (рис. 4.17.б) с триггера на вход ОУ2 подано напряжение +U_вых Так как +U_вых=const(а интеграл от постоянного значения пропорционален времени t_п), то напряжение u_вых2 изменяется по прямой линии до тех пор, пока в момент t₂ оно не достигнет значения U₂, при котором триггер переключится и на вход интегратора будет подано напряжение -U_вых. С момента t₂ конденсатор начнет перезаряжаться, и напряжение на нем линейно возрастает до момента t₃ после чего процессы повторяются.

Амплитуда треугольного напряжения определяется напряжением переключения триггера и равна Период колебаний

4.7.5. Ждущий мультивибратор

Этот генератор имеет состояние устойчивого равновесия и квазиравновесия. Под действием внешнего запускающего импульса генератор выходит из состояния устойчивого равновесия, но благодаря внутренним процессам перераспределения энергии самопроизвольно возвращается в устойчивое состояние. Такие генераторы (одновибраторы) называют ждущими.

Их получают из мультивибраторов, затормозив их работу. Так, если в схеме (рис. 4.16,б) зашунтировать конденсатор С диодом VD (рис. 4.18), то конденсатор,

разрядившись от U₁ до u_С = 0 (см. рис. 4.16, в), перестанет перезаряжаться под действием +U_вых потому что ток от резистора R₃ пройдет через открытый диод, а значит напряжение на конденсаторе не достигнет значения U₂ и автоколебания сорвутся.

Генератор может быть запущен, если на не инвертирующий вход ОУ подать отрицательный импульс запуска u_зап, эквивалентный напряжению u_вх. на инвертирующем входе.

4.7.6. Генератор пилообразного напряжения

Прямолинейное нарастающее напряжение получается на конденсаторе, если его заряжать постоянным (по величине) током і_С = const, не зависящим от напряжения u_С на нём, и предотвратить влияние на этот ток сопротивления нагрузки.

Тогда интегрируя по времени выражение (разделив переменные), получим:

Условие і_С = І_С = const в схеме (рис. 4.19, а) с операционным усилителем ОУ обеспечивается постоянным напряжением u_вх. Пока входной транзистор VT закрыт, в течение времени t_п (рис. 4.19, б) происходит зарядка конденсатора С, и выходное его напряжение u_С нарастает по прямой. При подаче импульса и_р транзистор VT насыщается, конденсатор быстро (за время t_р) разряжается через малое (в несколько Ом) сопротивление открытого транзистора VT, после чего процесс зарядки конденсатора повторяется, а напряжение u_вых приобретает пилообразную форму (см. рис. 4.19, б).

Длительность t_п определяется значениями ёмкости С и тока зарядки, зависящим от напряжения u_вх и сопротивлений резисторов R схемы. Изменяя значение напряжения U₀ поданного на другой вход усилителя, можно "смещать пилу" по вертикали.

Пилообразная форма u_вых сохраняется до тех пор, пока она располагается внутри предельных значений выходного напряжения +U_вых операционного усилителя (см.рис. 4.16. а). При одинаковых сопротивлениях R схемы выходное напряжение