Elektronika / electronics
.pdf
101
Трехточечные генераторы синусоидальных сигналов LC – типа
LC – генераторы используются на высоких частотах, при понижение частоты габариты таких генераторов увеличиваются. Поэтому на низких частотах удобно использовать RC – генераторы.
Индуктивная трёхточка
|
|
А |
+ E П |
CБ |
L 1 |
+ |
+ |
- |
|||
R1 |
L 2 |
+В |
- |
|
|
- |
С |
|
VT1 |
||
R2
RЭ CЭ
С
CК |
+ |
|
VT1 |
А |
- |
|
|
|
+ |
|
L1 |
|
- |
В
Ёмкостная трёхточка
+ EП
RК
R1
VT1
C1
R2
Rэ Cэ
U L 1находится в противофазе с U L 2
L 1 |
− входная цепь |
L 2 |
− выходная цепь |
ϕ У = 180° + ϕ X = 180° ∑ = 360° |
|
f0 |
= |
(L |
1 |
|
)C |
X = |
L1 |
|
2π |
+ L |
2 |
K |
L2 |
||
|
|
1 |
|
|
|
-
L 2
+
|
|
|
|
|
LK |
+ |
VT1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
LК СР |
- |
|
|
|
|
C1 |
|
- |
|
||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||
|
C2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C2 |
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
= |
|
1 |
|
|
|
|
|
X = |
C2 |
||||||||
|
|
|
|
f0 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
2π |
|
C1C2 |
|
|
|
C1 |
||||||
|
|
|
|
|
LK |
+ C |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
2 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
102
RC – генераторы
|
|
|
|
+ EП |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Одна RC - цепь сдвигает фазу |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ϕ RC < |
|
π |
(≈ |
60°) , следовательно, для |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Rk |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сдвига на 180° нужно 3 RC – цепи. |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ϕ y = 180°; |
ϕ X ≥ 180° . Сдвиг фазы |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
ϕ X ≥ 180° |
будет только на одной часто- |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
VT1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
те: |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C1 |
|
|
|
C2 |
|
|
|
|
C3 |
|
|
= |
2π |
6 |
; X = 1 K У > 29 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f0 |
|||||
Rэ |
|
|
Cэ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
RC |
29 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В качестве усилителя можно использовать операционный усилитель и RC – цепь другого типа. Инвертирующий операционный усилитель поворачивает фазу сигнала
|
|
|
ϕ y = 180°; |
ϕ X ≥ 180° |
|
|
|
|
|||
|
|
|
f0 |
= |
1 |
; X = 1 |
|
KУ ≥ 29 |
|
|
|
|
|
|
|
2π |
6RC |
29 |
|
|
|
|
|
|
|
C |
C |
|
C |
|
R1 |
|
R OC |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
R |
|
R |
R2 |
|
|
|
UВЫХ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мост Вина |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
C1 |
|
R2 |
|
|
|
R1 = R2 = R |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
UВХ |
|
|
|
|
R2 |
|
C1 = C2 = C |
||
|
|
|
|
C2 |
|
|
UВЫХ |
|
1 |
||
|
|
|
|
|
|
|
f0 |
= |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2π RC |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ϕ |
X |
X = 1 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
f |
0 |
|
|
|
f |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− |
π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
На частоте f0 |
ϕ X |
= 0 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
103
Для баланса фаз нужен или двухкаскадный усилитель, или неинвертирующий ОУ (φy = 0º)
Генератор на ОУ с мостом Вина
R OC
R3
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UВЫХ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R1 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
R2 |
|
|
C2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Генератор работает только на частоте ƒ0, если ƒ ≠ |
ƒ0, то фаза изменяется |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f0 |
= |
2π |
1 |
|
|
|
; |
|
X = 1 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R1C1R2C2 |
|
3 |
||||||||||
104
Мультивибраторы
Генераторы импульсов, состоящие из широкополосных электронных усилителей, охваченных положительной обратной связью, глубина которой остается почти постоянной в широкой полосе частот, и имеющие в петле обратной связи элементы, накапливающие энергию, называются мультивибраторами.
Мультивибраторы подразделяются на автоколебательные (не имеющие ни одного устойчивого состояния) и ждущие (с одним устойчивым состоянием).
Мультивибратор на дискретных элементах
Схема, представленная на рисунке, состоит |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ ЕП |
|||
из двух транзисторных ключей, включенных со 100% |
|
|
RK1 R Б2 |
|
|
|
|
RБ1 RK2 |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
положительной связью. Следовательно, состояния |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
являются неустойчивыми, а кроме того в схеме будут |
|
|
C1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
происходить лавинные процессы (то есть VT1 нахо- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
VT1 |
|
|
|
|
|
|
VT2 |
|||||||||||||
дится в режиме отсечки, а VT2 – в режиме насыще- |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ния, потом наоборот). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Схема I
VT1 – закрыт, VT2 – открыт. Ёмкость С1 заряжа-
ется по цепи +EП Æ RК1 Æ С1 Æ база VT1 Æ –EП |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ ЕП |
|||
Ёмкость С2 разряжается по цепи |
|
|
RK1 RБ2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
+ С2 → КЭ VT2 → |
−EП → +EП → RБ1 → -С2 |
|
|
|
|
|
|
RБ1 |
|
|
RK 2 |
|
|
|||||||||
Ёмкость С2 стремится перезарядиться до обратно- |
|
|
+ |
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
го напряжения U = EП – U* (где U* падение на- |
|
|
C1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
C2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
пряжения на p - n |
переходе). Как только ёмкость |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С2 перезарядиться до + VT2 начинает открывать- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ся. Происходит скачёк тока IК1 VT1, так как со- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
противления ёмкости С1 и эмиттерного перехода VT2 гораздо меньше RК1, то ток первоначально пойдет через них. Следовательно, заряды в базе VT2 рассасываются и VT2 закрывается.
Схема II
VT2 – закрыт, VT1 – открыт. Ёмкость С2 заряжается
по цепи + EП → |
R K2 → C2 → БЭ VT1 → |
-EП |
Ёмкость С1 разряжается по цепи |
|
|
+ С1 → КЭ VT1 → |
−EП → +EП → RБ2 → |
-С1 |
+ ЕП
RK1 |
RБ |
2 |
RБ |
RK |
2 |
+ |
- |
|
+ |
- |
|
C1 |
|
|
C2 |
|
|
Далее процесс повторяется и VT1 открывается, а VT2 закрывается. Завал фронта UКi происходит из-за ответвления тока через цепь RKiCi. Сопротивления RБ нужны для поддержки VT в режиме насыщения.
tU1 = R2C2 ln 2 ≈ 0.7R2C2 tU2 = 0.7R1C1 T = tU1 + tU2 = 0.7(R2C2 + R1C1 )
105
U K |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
заряд |
С1 |
С1 |
||
|
|
|
заряд |
|
U Б |
1 |
|
|
|
|
|
|
||
разряд |
|
разряд |
|
С2 |
|
С2 |
|
U K |
2 |
заряд |
С2 |
|
|
|
|
U Б2 |
t |
U2 |
|
разряд |
|
|
С1 |
|
I |
|
II |
Для улучшения фронтов вводят отсекающие диоды:
+ ЕП
R K1 R1 RБ2 |
R |
RK 2 |
Б1 R K2 |
||
C1 |
C2 |
|
VD |
|
VD |
VT1 |
|
VT2 |
Ток заряда С2 проходит через R2 , а не
через RК2.
Если мультивибратор симметричный, то
Q = 2; T = 1.4RC
tФ = 2.6RK (CK + C1 ) − времяфронта; tСР = 2.3RОТКРVT C*К − времясреза
Ждущий мультивибратор
+ ЕП
|
R К |
|
|
|
|
|
|
|
R |
Б2 |
|
|
R К2 |
||||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
VT1 |
R2 |
|
|
|
|
|||||||||||||
R Б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
VT2 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
C2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
VD |
|
− ЕП |
C1 |
|
|
R1
VT1 – закрыт, VT2 – открыт. R2C2 – ускоряющая цепочка. C1R1 VD1 - дифференциальная цепочка с отрицательным импульсом. RБ1 задает режим отсечки для VT1.
VT2 – закрывается, VT1 – открывается. Ёмкость С начинает заряжаться по цепи
+ EП → RБ2 → C → КЭ VT1 → -EП
Положительный потенциал на базе VT2 открывает его.
106
|
|
Мультивибраторы на логических элементах |
|
|||||||||
|
|
|
|
+ ЕП |
|
|
|
|
|
+ ЕП |
|
|
R1 |
|
|
R |
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
& |
|
|
|
|
|
VT1 |
C2 |
|
|
||
|
C1 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
VT1 |
|
C1 |
|
|
|
|
VT1 |
+ |
- |
|
|
|
|
|
VT1 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
+ |
- |
|
|
|
|
|
VD |
R1 |
|
R1 |
C2 |
|
|
VD |
R2 |
откр. |
|
1 |
||||
|
закр. |
|
|
|
||||||||
0 |
& |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|||
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ ЕП |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UВЫХ1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UВХ2 |
|
|
разряд С1 |
|
|
|
|||
|
|
|
заряд С1 |
|
|
на VD2 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
UВЫХ2
UВХ1 |
UПОРОГА |
разряд С2 |
разряд С2 |
|
|
на VD1 |
|
107
Мультивибратор на операционном усилителе
Пусть U0<0 |
UВЫХ = UВЫХ |
MAX. Ёмкость С заряжается по цепи ROC → C → |
до(-)(+) . |
|||||||||||
Потенциал на инвертирующем входе растет. При определённом UВХ ОУ переключится в |
||||||||||||||
другую полярность U0 > 0 |
UВЫХ = – UВЫХ MAX. Ёмкость С будет разряжаться по цепи |
|||||||||||||
→ С→ ROC |
до + –. Потенциал на инвертирующем входе уменьшается |
при опреде- |
||||||||||||
лённом UВХ ОУ переключится. UВХ =χUВЫХ, где χ- коэффициент передачи цепи П.О.С. |
||||||||||||||
|
tU = ROCC ln(1+ |
2R 2 |
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U 0 |
|
|||||||||||
|
|
|
RП.О.С. |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
χ |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
UВЫХ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R OC |
|
|
|
|
|
C1 |
|
|
χU ВЫХ |
|
|
|
|
|
U 0 |
UВЫХ |
|
|
|
|
|
|
|
+ U ВЫХ |
|
|
|
|
|
R1 |
|
|
MAX |
t |
|
t |
|
|
R П.O.C. |
|
U |
П |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− U ВЫХ |
|
|
|
|
|
|
|
MAX |
|
|
|
|