Генераторы сигналов на оу.
Генераторы сигналов являются неотъемлемым элементом значительной части радиотехнических систем и устройств. Это могут быть синусоидальные генераторы несущей частоты передатчиков или гетеродинов приемников, импульсные тактовые генераторы цифровых устройств, генераторы частот повторения различного рода периодических процессов в радиолокационных или телеметрических системах, наконец, генераторы сигналов специальной формы для различного рода измерительных и индикаторных устройств. В зависимости от конкретного применения к генераторам предъявляются самые разнообразные требования. Так, для генераторов синусоидальных сигналов — это точность, монохромность и стабильность заданной частоты; для импульсных генераторов — это точность и стабильность заданного периода повторения и длительности импульсов; для генераторов сигналов специальной формы — это стабильность и точность воспроизведения заданного вида колебания. Во многих случаях в генераторах должна быть предусмотрена возможность внешнего управления параметрами выходного сигнала (частотой, фазой, временными параметрами и, наконец, формой колебаний). Схемотехнически электронный генератор представляет собой усилитель, охваченный положительной обратной связью. Усилители могут быть построены на дискретных транзисторах, на базе. цифровых ИМС, на интегральных таймерах, а также на операционных усилителях. Использование ОУ позволяет построить стабильные генераторы с весьма точным воспроизведением заданной формы выходного сигнала.
Релаксационные генераторы.
Релаксационными называют генераторы, у которых усилитель работает в переключательном (релейном) режиме. К ним относят автоколебательный и ждущий мультивибраторы, генераторы пилообразных и треугольных колебаний. Основой релаксационных генераторов на ОУ является обычно регенеративный компаратор, называемый также триггером Шмитта. Регенеративный компаратор может быть выполнен на операционном усилителе с резистивной положительной обратной связью.
Триггер Шмитта (регенеративный компаратор с гистерезисом):
а — неинвертирующий, б— инвертирующий
П
ереходная
характеристика компаратора имеет
гистерезис, ширина которого равна
удвоенному пороговому напряжению
2VТН,
причем для схемы на а)
Автоколебательный мультивибратор.
Схема и временная диаграмма работы автоколебательного мультивибратора приведены на следующем рисунке.
Автоколебательный мультивибратор:
а — схема, б — временная диаграмма работы
Мультивибратор состоит из инвертирующего триггера Шмитга, охваченного отрицательной обратной связью с помощью интегрирующей RC -цепочки.
Когда напряжение на конденсаторе Vc достигает одного из порогов срабатывания, схема переключается и ее выходное напряжение скачком принимает противоположное значение. При этом конденсатор начинает перезаряжаться в противоположном направлении, пока его напряжение не достигнет другого порога срабатывания. В этот момент схема переключается в первоначальное состояние б).
Анализ схемы мультивибратора позволяет записать дифференциальное уравнение:
