Откуда напряжение на выходе интегратора

= -, (12)

где - выходное напряжение при t = 0.

При подаче на вход интегратора прямоугольного импульса с амплитудой напряжения U_вх согласно (12) выходное напряжение во времени изменяется по линейному закону

= . (13)

Причем, если входное напряжение положительно, величина выходного напряжения будет уменьшаться во времени. При отрицательном входном напряжении выходное напряжение увеличивается.

Рис.5.

На рис.5 приведена одна из возможных схем ГЛИН, которая исследуется в лабораторной работе. Она состоит из последовательно включенных триггера Шмитта (см. рис.3,а) и интегратора. По цепи обратной связи напряжение на вход триггера Шмитта подается с выхода генератора.

Работу ГЛИН можно проиллюстрировать с использованием временных диаграмм, приведенных на рис.6. Рис.6,а передает изменение во времени напряжения на выходе триггера Шмитта и подаваемого на вход интегратора, а рис.6,б – изменение во времени напряжения на выходе ГЛИН и подаваемого на вход триггера Шмитта. Инвертирующий вход ОУ триггера Шмитта заземлен. Поэтому его петля гистерезиса будет располагаться симметрично относительно u_вх = 0, что показано на рис.7. ЕслиU_{вых max}– амплитуда напряжения на выходе триггера Шмитта, то согласно соотношениям (8) и (9) напряжение срабатывания триггера

U_ср = U_{вых max}, (14)

а напряжение отпускания

U_отп = -U_{вых max}, (15)

где R₁ иR₂ - сопротивления резисторов на рис.2.

Рис.6.

Рис.7.

Пусть нулевой момент времени t₀соответствует максимальному значению отрицательного выходного напряжения ГЛИН, при котором происходит отпускание триггера Шмитта, т.е. изменение полярности его выходного напряжения с положительного на отрицательное. После такого изменения напряжения на входе интегратора выходное напряжение ГЛИН будет увеличиваться. Увеличение этого напряжения, а, следовательно, напряжения на входе триггера Шмитта будет продолжаться до тех пор, пока не достигнет величины напряжения срабатывания, определяемого соотношением (14). В момент достижения (времяt₁на рис.6) происходит изменение полярности напряжения на выходе триггера Шмитта с отрицательной на положительную, в результате чего послеt₁ начинается уменьшение напряжения на выходе ГЛИН. Напряжение на выходе ГЛИН будет уменьшаться до момента времениt₂, когда его величина достигнет значения напряжения отпускания триггера Шмитта, определяемого соотношением (15). После времениt₂напряжение на входе интегратора изменяет полярность с положительной на отрицательную, в следствие чего выходное напряжение ГЛИН будет вновь увеличиваться. Состояние ГЛИН в момент времениt₂такое же, как и в начальный момент времениt₀. Следовательно, интервал времениt₂-t₀соответствует периоду изменения выходного напряжения ГЛИН.

Соотношение (13) позволяет определить интервал времени t₁-t₀, в течение которого происходит увеличение выходного напряжения ГЛИН, т.е. половину периода изменения этого напряжения. Как следует из рис.6,б в начальный момент времени

U_вых0= -U_{вых max},

а в момент времени t₁

U_вых(t1)= U_{вых max}.

В интервале времени t₀–t₁напряжение на выходе интегратора равноU_{вых max}. После подстановки этих величин в соотношение (13), записанного для момента времениt₁, т.е. приt= , нетрудно получить выражение, определяющее период изменения напряжения на выходе ГЛИН

Т = 4 , (16)

где R₃ - сопротивление резистора во входной цепи интегратора.