Покровский / УМК ОРЭ ч.1(для студентов) / Радиоэлектроника(часть1) / Ответы(часть1)№38

Генераторы пилообразного напряжения и тока - 1 -

Генераторы импульсов треугольной формы.

Для создания им­пульсов напряжения треугольной формы учитывают способность емкости интегрировать воздействия. Как известно, напряжение на емкости

где i_C - ток, протекающий через емкость. Очевидно, напряжение на емкости будет расти по линейному закону

если заряжающий ток постоянен. То же напряжение будет умень­шаться по линейному закону, если емкость будет разряжаться постоянным током. Из этого следует, что генератор импульсов напряжения треугольной формы можно создать используя триг­гер Шмитта и интегратор. Схема такого генератора показана на рис. 19.19а, электрическая схема - на рис. 19.19б. В этой схеме интегратор на операционном усилителе А2 интегрирует напряжение с выхода триггера Шмитта, выполненного на опера­ционном усилителе А1. Когда напряжение на выходе интегратора достигает порога срабатывания триггера Шмитта, его выходное напряжение меняет знак (рис. 19.19в). Период колебаний тако­го генератора Т = 4RC(R₁/R₂) не зависит от порогов срабатыва­ния и триггера Шмитта (см. рис. 19.9б). От порогов и зависит только амплитуда напряжения.

Описанный генератор генерирует импульсы симметричной тре­угольной формы, если напряжение u_вх с выхода триггера Шмитта меняется в симметричных пределах от −U до +U (рис. 19.19в). Если же пределы изменения напряжения не симметричны (рис. 19.19г), то генерируемые треугольные импульсы также не симметричны.

По описанному выше принципу выполняют генераторы пило­образного напряжения, которые используют в качестве источни­ков сигналов развертки в электронных осциллографах. Отличие генераторов пилообразного напряжения от генераторов напряже­ния треугольной формы заключается в том, что напряжение по линейному закону изменяется (нарастает или спадает) только на одном участке (рис. 19.20). На другом участке напряжение из­меняется по произвольному (чаще всего экспоненциальному) закону. Схемотехнически такой генератор отличается от показан­ного на рис. 19.19 тем, что для ускорения разряда конденсатора С используют шунтирующий электронный ключ.

Генераторы импульсов тока пилообразной формы применяют в устройствах развертки телевизионных систем. Перемещение электронного луча с постоянной скоростью обеспечивается, если через катушку индуктивности отклоняющей системы течет линей­но нарастающий ток. Линейное нарастание тока в катушке обес­печивается, если эту катушку включить в цепь обратной связи операционного усилителя так, как показано на рис. 19.21, а на вход усилителя подать линейно нарастающее напряжение. Действительно, из-за большого коэффициента усиления операцион­ного усилителя u_вх ничтожно мало. Поэтому протекающий через индуктивность ток i_L равен входному току:

Ток i_L повторяет закон изменения входного напряжения. Для обеспечения тока нужной силы приходится использовать операционный усилитель большой мощности либо к обычному операционному усилителю добавить мощный выходной каскад.

Литературный источник: [2] страницы 350-352.