13 Дәріс 13. Релаксационды тербелістер генераторы

Дәріс мазмұны:

– мультивибратор;

– сызықты - өзгеретін кернеу генераторы.

Дәріс мақсаты:

– әртүрлі формадағы тербелістер генератоларының сұлбаларын оқып үйрену.

13.1 Автотербелісті мультивибратор

Импульсті генераторларды құру кезінде қолданылатын интегралды операционды күшейткіштердің (ОК) негізгі қасиеттері болып, үлкен кіріс (жүздеген килоом) және кішкене (ондаған ом) шығыс кедергілер, үлкен (жүздеген мың) күшейту коэффициенті және екі жұпфазалы кірістердің болуы табылады. ОК шығыс кернеуінің полярлығы терістемейтін және терістемейтін кірістердегі сәйкес және кернеулердің үлкенімен анықталады.

ОК тікбұрышты импульстер генераторын құру принципі ОК шығысын оның инвертирлемейтін кірісімен байланысқан кездегі оң кері байланысының (ОКБ) жабық резисторлы немесе резисторлы-сыйымдылықты тізбегін алуға негізделген. ОКБ лавинотәрізді үрдістердің пайда болуын қамтамасыз етеді.

ОКБ R₁, R₂ (13.1,а – сурет ) кернеу бөлгішімен қамтамасыз етілетін ОК-тегі автотербелісті мультивибратор жұмысын шығысынан терістемейтін кірісіне қарай қарастырайық. Мультивибраторды бір квазитұрақты теңгерімнен екіншісіне ауыстырып қосу релаксационды өзгеру есебінен жүзеге асырылады.

Егер t=0 ( 13.1,б – сурет) кезінде ОК қорек көзін қосатын болсақ, онда R₁, R₂ бөлгіші есебінен шығыс кернеуі өсе бастайды, терістемейтін кірісінде де кернеу жоғарылайды, ал бұл бұрынғысынан да жоғарырақ ұлғаюға алып келеді. Нәтижесінде, лавинотәрізді үрдісте шығыс кернеуі секірмелі түрде Е⁺ -ке дейін, ал кіріс E⁺-ге дейін жоғарылайды, бұл жерде ^-= R₂/(R₁ +R₂), Е – интегралды операционды күшейткіш қорек көзінің кернеуі. бұл жағдайда өзгеріп үлгермейді және нөлге тең болады. С конденсатор заряды R арқылы басталады. Бұл тұрақты уақытпен_зар =RC Е⁺ -ке ұмтылған, ұлғаюына алып келеді.

t₁ кезінде, болған жағдайда режимі де секірмелі түрде -ге дейін өзгереді, ал . Бұл лавинотәрізді түрде жүреді.

-ге оң обкладка ,ал корпуска теріс байланысқан С конденсаторы +С,R, ОК шығысы, – С тізбегі бойынша , – ге дейін қайта зарядталуға ұмтылады. t₂ кезінде - болғанда қайтадан опрокидывание болады.

Б ұл үрдістер периодты түрде қайталанады.

Импульс ұзақтығы тең:

.

Импульстерді қайталау периоды

.

Қуыстылық Q=T/t_u =2.

М ультивибраторды Q2 қуыстылық құру үшін заряд тізбегі разряд тізбегінен айырмашылықты болуы керек ( 13.2 – сурет). Заряд келесі тізбек бойынша жүреді: , R^’, VD1, С корпус, разряд – тізбек бойынша: +С, VD2, R^’’, корпус, –С.

Оң импульс ұзақтығы

.

Теріс импульс ұзақтығы

.

Қуыстылық

.

13.2 Операционды күшейткіштегі сызықты өзгеретін кернеу генераторы (сөкг)

13.3 – суретте СӨКГсұлбасында терістейтін RC –тізбегі ОК теріс кері байланыс тізбегіне қосылған. СӨКГ ара тәрізді тура жолы уақытына тең t_и ұзақтығымен, оң полярлы импульстермен басқарылады. Кіріс импульстер VD диодтар базасына беріледі, оның эмиттері ОК терістейтін кірісімен байланысқан.

Генератордың бастапқы калпы (t < t₁), болғанда VD диоды ашық, ток қорек көзінен R , VD диоды, сигнал көзі, корпус арқылы беріледі.

. Терістейтін кірістегі кернеу

, бұл жерде .

кернеуі болған кезде ОК шектеу режиміне жеткізу үшін -тен асып түседі.

VD, сигнал көзі, корпус .

Б ұл кезде С конденсаторы U_C (0) = E кернеуіне дейін зарядталған.. Конденсатор заряды Е⁺ ОУ шығысы, С, VD, сигнал көзі, корпусы тізбегі бойынша жүреді.

T_пр ара тәрізді жұмысының барысын қалыптастыру.

t₁ қосылу кезінде, ұзақтығы t_u кіріс импульсін жібергенде VD диоды жабылады. Е көзінен оң кернеуінің секірмелілігі ОК-ны сызықтық күшейткіш режимге ауыстырады және ОК өзіне кіріс болып табылатын Е кернеуін терістей бастайды. t₁ кезінде кірісіндегі оң секіру шығысында теріс секіру береді.

С зарядталған конденсаторы ақырын разрядтала бастайды, ол шығыс кернеуінің азаюына негізделген кіріс кернеудің ұлғаюын тудырады.

Жұмыс барысының ұзақтығы T_пр = t_и және тұрақты уақытты RC тізбегі t_и интервалы аяқталғанша нөлге дейін разрядтталып үлгеріп және – ге дейін қайта зарядталуы тиіс.

ара тәрізді кері жолын қалыптастыру

t₂ кезінде кіріс импульстің аяқталуы VD диодқа отпираеться. секірмелі түрде -ге дейін азаяды. Бұл кезде ОК күшейту режимінен шығады. Е⁺– ге дейін ұлғаяды. – ге дейін зарядталған, жоғары жылдамдықты, VD ашық диодының кедергісімен анықталатын конденсатор, нөлге дейін разрядталады және бастапқы қалпына U_С (t) = дейін қайта зарядталады.

T_пр берілген кездегі уақыттың RC тұрақтысын анықтайық.

конденсатор қайта зарядталуының тогы әркезде тұрақты және тең болғандықтан, онда T_пр пила тура жолының уақытында конденсатордағы кернеу 2Е – ге тең шамаға өзгереді.

Сондықтан , алынған , немесе үшін .

Сол сияқты белгілі кезінде С беріп, R мәнін анықтайды немесе керісінше.

Генератордың немесе ара кері жолының жұмыс режимін қайта қалпына келтіру уақыты.

Бұл жерде - ашық диод кедергісі.

Бейсызық коэффициенті .