6. Генератори лінійно змінюваної напруги

Напруга, що лінійно змінюється, характеризується максимальним значенням , тривалістю робочого ходу , часом зворотного ходу й коефіцієнтом нелінійності

,

(4.11)

де й - швидкості зміни напруги в часі (похідні відповідно на початку й наприкінці робочої ділянки).

Формування лінійно змінюваної (пилкоподібної) напруги засновано на чергуванні в часі процесів заряду й розряду конденсатора.

Найпростіша схема генератора, у якому для одержання напруги, що лінійно змінюється, використовують початкову ділянку експонентного заряду конденсатора, наведена на рис. 3.30, а. Функцію елемента, що створює ланцюг для швидкого розряду конденсатора, виконує транзистор. Розряд конденсатора й підтримка на ньому напруги, близької до нуля, відбувається в інтервалах паузи вхідного сигналу (рис. 3.30,б,в), коли транзистор VT перебуває в режимі насичення. Відкритий стан забезпечується протіканням струму бази через резистор . Лінійно, що змінювана напруга, формується, коли транзистор замкнений вхідним імпульсом напруги негативної полярності тривалістю . Характер зміни напруги на конденсаторі при закритому транзисторі підкоряється закону

,

(4.12)

де — постійна часу зарядного ланцюга.

Оскільки для конденсаторів , коефіцієнт нелінійності ( ) може бути знайдений за значеннями струму конденсатора на початку й наприкінці робочої ділянки

,

(4.13)

для розглянутого випадку , звідки .

Ідеальної лінійності з формованої напруги ( ) відповідає процес заряду конденсатора на інтервалі незмінним струмом. Незмінний зарядний струм забезпечуює застосування в ланцюзі заряду конденсатора струмостабілізуючого елемента, функцію якого звичайно виконує транзистор. Принцип струмової стабілізації ґрунтується на властивості колекторних характеристик транзистора, відповідно до якого колекторний струм (струм заряду конденсатора) слабко залежить при незмінному струмі емітера або бази від напруги на транзисторі. Приклад побудови схеми генератора наведений на рис. 3.30. Сталість зарядного струму досягається за допомогою транзистора VT2, включеного за схемою ЗБ. Стабілітрон VD1 і резистор забезпечують сталість напруги на базі транзистора VT2, Резистор задає струм емітера й відповідно струм заряду конденсатора .

Рисунок 3.30 - Приклад побудови схеми генератора

Напруга тут близько до , у той же час коефіцієнт досить малий. У розглянутих схемах навантаження підключається безпосередньо до конденсатора, що приводить до збільшення коефіцієнта нелінійності. У цей час генератори з малим значенням коефіцієнта нелінійності й слабким впливом навантаження на форму вихідної напруги створюються з використанням операційних підсилювачів.

3.5.3 Дослідження імпульсних пристроїв на операційних підсилювачах

Навчальна мета: закріплення й експериментальне підтвердження тео­ретичного матеріалу по імпульсних пристроях на операційних підсилювачах (ОП):

а) компаратору;

б) тригеру Шмітта:

в) мультивібратору:

г) одновібратору