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
ϕУ =180°+ ϕX =180° ∑ = 360°
f0 |
= |
1 |
|
)C |
X = |
L1 |
|
2π (L |
+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 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ϕRC < |
π |
(≈ 60°) , следовательно, для |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rk |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сдвига на 180° нужно 3 RC – цепи. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ϕy =180°; |
ϕX ≥180°. Сдвиг фазы |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
ϕX ≥180° будет только на одной часто- |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
VT1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
те: |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C1 |
|
|
|
C2 |
|
|
|
|
C3 |
|
|
= |
|
6 ; X = |
1 K У > 29 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f0 |
|
|||
Rэ |
|
|
Cэ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2πRC |
29 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В качестве усилителя можно использовать операционный усилитель и RC – цепь другого типа. Инвертирующий операционный усилитель поворачивает фазу сигнала
|
ϕy =180°; |
ϕX ≥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 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UВХ |
|
|
|
R2 |
UВЫХ |
|
|
|
C2 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
|
ϕ |
X |
X = |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
π |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
f0 |
|
|
f |
|
|
|
|
|
|
|
|
− |
π |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
На частоте f0 |
ϕX |
= 0 |
|
|
|
|
|
|
||||
R1 = R2 = R C1 = C2 = C f0 = 2π1RC
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 = |
1 |
; X = |
1 |
|
2π 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 Б |
|
|
|
|
|
RБ |
|
RK |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
положительной связью. Следовательно, состояния |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|||||||
являются неустойчивыми, а кроме того в схеме будут |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
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 Б1 |
|
|
разряд |
|
разряд |
С2 |
|
С2 |
U K 2 |
заряд |
С2 |
|
U Б2 |
t |
U 2 |
|
разряд |
|
|
С1 |
|
I |
|
II |
Для улучшения фронтов вводят отсекающие диоды:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ ЕП |
Ток заряда С2 проходит через R2 , а не |
|||
|
|
R K1 |
|
|
R1 |
|
RБ |
|
|
|
|
|
|
RБ |
|
R K |
|
|
|
RK 2 |
|
|
|
|
через RК2. |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Если мультивибратор симметричный, то |
||||||||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q = 2; T =1.4RC |
||||
|
|
|
|
|
|
|
C1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
VD |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
VD |
tФ = 2.6RK (CK +C1 ) − времяфронта; |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
VT1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
VT2 |
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 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UВЫХ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UВХ2 |
|
|
разряд С1 |
|
|
|
|||
|
|
|
заряд С1 |
|
|
на VD2 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
UВЫХ2
UВХ |
U |
ПОРОГА |
1 |
|
|
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 =χ UВЫХ, 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 |
|
|
|
|