2.3 Примеры реализации элементов устройства интерференционной терапии

2.3.1 Генератор сигналов треугольной формы

Генератор треугольных сигналов (ГТС) реализуется на базе интегратор и компаратора (рис.3). Однократным интегрированием сигнала прямоугольной формы можно получить сигнал треугольной формы.

Рис.3. Схема генератора сигналов треугольной формы

Интегратор и компаратор могут быть реализованы на микросхеме К553УД2.

Микросхема К553УД2 имеет следующие параметры: коэффициент усиления по напряжению Ку.и - не менее 2*10⁴; входной ток 1вх - не более 1,5мкА; разность входных токов ΔIвх - не более 0,5 мкА; напряжение смещения нуля Uсм - не более 7,5мВ; напряжение питания Uпит =± 15± 1,5В; выходное напряжение Uвых=^:± 10В.

Интегратор построен на микросхеме DА2. Элементы интегратора R₄ и С₂ обеспечивают требуемые временные соотношения выходного сигнала. За счет установки R₄ изменяется частота работы схемы. Так как напряжение на R₄ равно ± Uст, то ток, протекающий через R₄ будет постоянным. Постоянный ток заряда С₂ определяет линейность формы выходного сигнала. Выход усилителя DА2 через R₁ и R₂ подаётся обратно на неинвертирующий вход усилителя DА1, представляющий собой компаратор, выполненный на микросхеме К553УД2. R₄ и R₄ устанавливают коэффициент обратной связи контура и поэтому задают амплитуду сигнала треугольной формы. Выходной сигнал сдвинут путём установки опорного напряжения компаратора. Опорное напряжение компаратора подается на инвертирующий вход усилителя DА1.

Стабилитроны, включенные по последовательно-встречной схеме, стабилизируют амплитуду выходного напряжения усилителя DА1, ограничивая ее напряжениями ±Uст. В качестве стабилитронов выберем стабилитроны Д808.

Для рассматриваемой схемы справедливы следующие уравнения:

=(1)

, (2)

. (3)

Рассмотрим один цикл работы схемы (рис.4).

Предположим, что выход усилителя DА1 положителен и равен +Uст. Конденсатор интегратора С₂ начнёт линейно заряжаться через сопротивление R₄. Напряжение обратной связи, приложенное к неинвертирующему входу компаратора DА1, с выхода усилителя DА2, составляет:

(4)

Когда это напряжение под действием изменяющегося благодаря заряду конденсатора С₂ отрицательного выходного напряжения станет равным Uоп, выход усилителя DA1 изменит свою полярность с +Uст до -Uст. Теперь конденсатор С₂ будет заряжаться в противоположном направлении, вызывая на выходе положительного, линейно изменяющегося сигнала.

Рис.4. а) Напряжение на выходе ОУ DA1,

б) Напряжение на выходе ОУ DA2

Когда напряжение, задаваемое на неинвертирующий вход усилителя DА1, сравняется с Uоп, выходное напряжение усилителя DА1 переключится с -Uст до +Uст. Это вызовет изменение знака наклона линейного сигнала на выходе с положительного на отрицательный. Напряжение прямоугольной формы получается с выхода усилителя DА1, а треугольной формы - с выхода усилителя DА2.

Максимальная частота выходного сигнала ограничивается скоростью нарастания напряжения на выходе усилителя DA2 или способностью усилителя DА1 отдавать ток и определяется тем из этих факторов, который в наибольшей степени ограничивает частоту.

Резистор R₃ служит для ограничения тока, протекающего через стабилитроны.

(5)