Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Контрольная по СвСУ / Лаврентьев Б.Ф. Аналоговая и цифровая электроника. Учебное пособие. 2000

.pdf
Скачиваний:
74
Добавлен:
24.02.2016
Размер:
2.81 Mб
Скачать

-Если ОУ не имеют защиты от короткого замыкания, то последовательно

с выходом устанавливается резистор R3=200 Ом, включенный последовательно в цепь обратной связи. Такое включение не повышает величины выходного сопротивления.

-Изменение коэффициента усиления ОУ возможно путем изменения

величины резисторов R1 и R2. Однако такая регулировка может привести к неустойчивости в работе усилителя. Более предпочтительна регулировка, представленная на рис.78. С помощью потенциометра Rп можно изменять

коэффициент усиления от 0 до K =

R 2

.; Uвых

= -

Uвх

×

R 2

.

R1

 

 

 

 

 

m

R1

- Балансировка ОУ представляет собой операцию по компенсации напряжения смещения в ОУ. Балансировки производится с помощью многооборотного потенциометра Rб , начало и конец которого подключены на входы R ОУ, а средний вывод на источник питания Un (-Un). Для балансировки входы ОУ заземляются и с помощью потенциометра Rб устанавливается напряжение Uвых=0.

Балансировка позволяет компенсировать напряжение смещения ОУ в данный момент при действующих дестабилизирующих факторах. При изменении параметров питающих напряжений и внешних факторов, таких как температура и влажность окружающей среды, балансировка нарушается. Поэтому в ряде случаев применяется автоматическая установка нулей ОУ (рис.80).

 

 

R2

 

Ux

SA1 R1

DA1

 

Uвых

 

 

-

DA2

 

 

Uc

 

 

Ключ

t

 

+

 

-

 

Сп

 

 

Uс

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

t

 

 

Uc→Uсм

 

 

а)

б)

 

 

Рис. 80. Схема автоматической установки нулей ОУ (а), временная

 

 

 

диаграмма работы (б).

 

В состав схемы автоматической установки нулей входит основной ОУ ДА1, вспомогательный ОУ ДА2, ключ SA1, который периодически замыкает

71

вход ДА1 на землю. Во время замыкания напряжение смещения Uсм усиливается вспомогательным ОУ ДА2 и заряжает емкость памяти Сn, подключенную к прямому входу ОУ ДД1. Напряжение на емкости Cn стремится к Uc→Uсм. При этом при размыкании ключа происходит компенсация напряжения смещения. Частота переключения ключа составляет (20÷50) Гц. При изменении внешних условий, напряжения питания и т.д. автоматически производится компенсация напряжения смещения.

3.12. Аналоговые компараторы

Аналоговые компараторы предназначены для сравнения двух аналоговых сигналов между собой или одного входного аналогового сигнала с заданным эталонным уровнем.

Компараторы представляют собой специализированные ОУ с дифференциальным входом и высоким коэффициентом усиления и быстродействием без обратной связи. Обычно они изготовляются в виде интегральных схем. На входы компаратора поступают аналоговые сигналы, а с выхода снимаются напряжение +Un или -Un , т.е. снимается “0” или “1”.

Основными параметрами компаратора являются: чувствительность, быстродействие и нагрузочная способность.

Компараторы бывают однопороговые и двухпороговые. На рис.81

представлена схема однопорогового компаратора и его передаточная характеристика.

Uвх

 

Uвых

Uвых

 

-

 

 

 

 

-Uмах

 

 

 

 

 

Uэтал

+

 

Uэт

Uвх

 

 

 

 

Рис. 81. Однопороговый компаратор (а) и его передаточная характеристика (б)

На рис.82 приведена схема двухпорогового компаратора, представляющая собой триггер Шмитта.

Компаратор (Рис. 82) охватывается положительной обратной связью через делитель напряжения R1, R2. Меняя соотношение делителя R1R2, можно изменять напряжение срабатывания Uпор

 

R 2

Обычно Uвых +Un или -Un

U пор = U вых R 1 + R 2

 

При R2=0, компаратор становится однопороговым.

72

Передаточную характеристику подачей дополнительного напряжения

83).

Uпор2 = Uсм +

R 2

R1 + R 2

можно перемещать влево и вправо, Uсм на инверсный вход компаратора(рис.

U пор1 = U см

U вых R 2

R 1 + R 2

Uвх

-

Uвых

Uвых

 

 

 

 

 

 

 

 

+

R1

 

 

 

 

 

 

 

Uвх

 

 

 

Uпор1

Uпор2

 

 

 

 

 

 

Uпор

 

 

 

 

 

R1

 

 

 

а) б)

Рис. 82. Двухпороговый компаратор (а) и его передаточная характеристика (б).

-Uсм

R3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uвых

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uвых

 

 

 

 

 

 

Uвх

R4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uвх

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uпор1

 

 

Uпор2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uсм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uпор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 83. Двухпороговый компаратор (а) и его передаточная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

характеристика при Uсм (б).

 

 

 

В

качестве

компараторов

используются

микросхемы серий

К521, К554, К597, К1401. Микросхема

К521СА3 – является прецизионным

компаратором

 

 

со стробированием и

балансировкой. Микросхема К521СА1

представляет

собой

два автономных

компаратора с одним общим выходом.

Микросхема

может

использоваться

для сравнения

двух аналоговых

сигналов. Микросхема К1401СА1

относится к многоканальным. Здесь в

одном корпусе располагаются четыре

компаратора.

 

 

 

73

3.13. Генераторы гармонических колебаний на базе

транзисторов и ОУ

Генераторы гармонических колебаний строятся на основе усилителей с положительной обратной связью, обеспечивающих режим самовозбуждения на требуемой частоте. Структурная схема генератора имеет вид (рис.84). Для работы генератора необходимо выполнить два условия: баланс амплитуд, баланс фаз.

 

 

 

 

Uвых

Генераторы могут выполнятся

на

основе

 

 

 

 

 

 

КuO

 

колебательного

контура

LC

 

или

 

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

частотозависитыми цепями RC.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Первые называются генераторами LC-типа и

 

 

 

 

 

 

предназначены для работы в диапазоне десятков

 

 

 

 

 

 

 

 

Bпос

 

 

 

кГц и выше, вторые называются

генераторами

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RC-типа и предназначены для работы в области

 

Рис. 84. Структурная

низких частот.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема

генератора

LC-типа

 

 

 

с

 

схема генератора.

 

 

 

 

трансформаторной связью приведена на рисунке

85. Условия генерации здесь создаются на частоте резонанса f0: f0

=

 

1

 

;

 

 

 

 

LkCk

где Lk и Ck параметры колебательного контура.

Фазовый сдвиг (баланс фаз) обеспечивается соответствующим подключением

вторичной обмотки ω2 трансформатора.

 

 

достигается подачей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uп

Баланс амплитуд

 

 

 

 

 

 

 

 

ω1

 

ω2

 

 

 

 

 

 

 

 

соответствующей амплитуды сигнала с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Lк

 

 

 

 

 

 

 

 

коллекторной

нагрузки

в

цепь

базы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cк

Выходной сигнал

снимается

либо

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

третьей обмотке ω3 либо с коллектора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

транзистора VT.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Помимо рассмотренной выше схемы с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uвых

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VT

 

 

трансформаторной

связью

широкое

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

распространение

 

 

 

получили

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

трехточечные

схемы

с индуктивной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

автотрансформаторной

и

емкостной

 

 

 

 

R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

обратными связями (рис.86).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rэ

 

 

 

 

Сэ

В

генераторе

 

с

индуктивной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

автотрансформаторной

 

 

связью

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

напряжение

на

базу

подается

через

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 85. Схема генератора LC-типа с

емкость Cg с части контурной катушки

 

 

 

 

трансформаторной связью.

ω2.

Количество витков

ω2

определяет

баланс амплитуд.

В схеме с емкостной обратной связью резонансный колебательный контур образован конденсаторами Ck1, Ck2 и катушкой Lk. Напряжение обратной связи снимается с конденсаторами Ck2.

74

Для получения неискаженной формы выходных сигналов с генератора добротность контура должна быть высокой.

а)

 

Uп

б)

 

ω2

 

Ск1

Lк

 

Cк

 

R1

ω1

R1

Ск2

 

Cg

 

 

 

 

 

VT

 

 

VT

R2

Rэ

Сэ

R2

Rэ

Uп

Lк Uвых

Рис. 86. Генератор LC типа по схеме трехточки с индуктивной автотрансформаторной (а) и емкостной (б) обратными связями.

Генератор RC-типа представляет собой обычный резистивный усилитель, охваченный положительной обратной связью. Для получения необходимого фазового сдвига применяются фазовращающие цепочки, которые имеют

несколько

RC-звеньев и служит для

поворота фазы выходного напряжения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

усилителя

на

1800

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Минимальное

количество

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uп

 

 

 

 

 

 

R1

 

 

 

 

Rк

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

звеньев

равно

трем.

 

Для

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C1

 

C2

 

C3

 

Uвых

устойчивой

работы

схемы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

необходимо,

чтобы усилитель

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

обладал

 

 

большим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R3

 

 

R4

 

 

R5

 

коэффициентом

усиления,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

имел

большое

входное

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

Rэ

 

Cэ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сопротивление

и

малое

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-Uп

 

выходное сопротивление.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обеспечение

 

условий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

генерации

 

выполняется

 

 

 

 

 

 

Рис. 87. Генератор RC- типа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

подбором

элементов в

 

цепи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

обратной связи R и C.

 

 

3.14. Импульсные электронные устройства

В электронике часто используются импульсные сигналы отрицательной или положительной полярности, близкие по форме к прямоугольным, пилообразным или экспоненциальным.

Импульсные сигналы характеризуются целым рядом параметров (рис.88).

Параметрами импульсных сигналов являются также период следования импульсов, частота повторения, скважность.

75

В генераторах импульсов используются, как правило, транзисторы, работающие в ключевом режиме. Обычно транзисторы включаются по схеме с ОЭ.

U

 

 

U

Uмах

 

0.9Uмах

 

0.5Uмах

tи

 

0.1Uмах

t

0

 

tф

tс

Рис. 88. Импульсный сигнал.

К импульсным устройствам относятся мультивибраторы, триггеры, одновибраторы, блокинг-генераторы,

одновибраторы генераторы линейно-изменяющегося

напряжения.

Мультивибратор это

электронный узел для формирования импульсов прямоугольной формы с требуемыми параметрами. Он

представляет собой двухкаскадный резистивный усилитель со 100%

положительной обратной связью.

На рис.89 представлена схема мультивибратора, выполненная на транзисторах. Элементами положительной обратной связи являются конденсаторы Сб1 и Сб2, которые соединяют коллектора транзисторов VT1, VT2 с базами транзисторов

VT2, VT1.

Uп

Rк1 Rб2

Сб2

Uк1 VT1

ig2 б1 U

Rб1

Сб1

VT2

Uб2

 

Uк1

 

Uн

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rк2

 

t1

t2

t3

t4

 

Uб1

Uк1

 

 

t

 

 

 

 

 

Uк2

Uк2

Uн

 

 

 

 

Uп

 

 

ig2

 

 

t

 

Uб2

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

Т1

Т2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т

 

 

а) б)

Рис. 89. Схема мультивибратора (а) и временная диаграмма его работы (б).

В мультивибраторе генерирование импульсов происходит сразу же после включения питания (рис.89 б).

76

Пусть в момент времени t1 транзистор VT1 закрывается, а транзистор VT2 открывается. На базе VT2 напряжение Uб2>0, а на базе VT1 Uб1<0 (Uб1= -Un). Емкость Сб1 начинает разряжаться через открытый транзистор VT2. Ток ig2, а следовательно, и напряжение на Rб1 уменьшается по экспоненциальному закону. В момент времени t2 напряжение Uб1 будет положительным и транзистор VT1 будет открываться. При этом появляется ток в коллекторной цепи транзистора VT1 и Uk1¯, Uб2¯, Uk2-. Происходит лавинообразный процесс, при котором транзистор VT1 открывается, а транзистор VT2 закрывается. Далее начинается процесс разряда емкости Сб2 через открытый транзистор VT1. В момент времени t3 произойдет следующий переход и т.д. Длительность формируемых импульсов определяется постоянной времени RбCб.

T1 = 0,7Rg1Cg1 , T2 = 0,7Rg 2Cg 2 , T = T1 + T2 .

Для симметричного мультивибратора: Rg1=Rg2; Cg1=Cg2; T=1,4RgCg. Длительность переднего фронта формируемых импульсов равна tф=2,2CбRk. Обычно Rg>3Rk.

Мультивибратор может быть построен на базе ОУ с положительной и отрицательной обратными связями.

Rоос

 

 

-

 

 

Rпос1

 

 

+

 

 

Uвых

Uс

С

Rпос2

 

 

Uc

Uпос

t

Uпос

Uвых

t

Uп

а)

 

б)

Рис. 90. Схема мультивибратора на ОУ (а), временная диаграмма его

работы (б)

 

Положительный коэффициент передачи вnoc

=

R noc2

 

 

(R noc1 + R noc2 )

Здесь ОУ выполняет роль инвертирующего компаратора напряжения . При

переключении схемы напряжения на инверсном входе ОУ изменяется и

конденсатор С перезаряжается до напряжения Unoc = Umax × R noc 2 ;

(R noc1 + R noc 2 )

где Umax Un максимальное напряжение на выходе ОУ.

Затем вновь происходит переключение ОУ. Период следования импульсов зависит от величины положительной обратной связи и от элементов С и Rоос. С емкости С можно снимать пилообразное напряжение.

77

Одновибратор (ждущий мультивибратор) имеет одно устойчивое состояние и предназначен для формирования прямоугольных импульсов определенной длительности.

Uп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Iк1

 

 

 

 

Rк1

 

 

Rg

 

 

 

 

 

 

 

 

Rк2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сg

 

 

 

 

 

 

 

 

R1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uк1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uк2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VT1

 

 

VT2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ig2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uб1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uб2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Запуск R2

Запуск

Uсм

 

 

 

Uк1

Uп

Uн

 

tо t1

t

 

t4

Uб1

t

 

Uк2

Uн

t

 

Uб2

Uп

t

 

Tи

а) б)

Рис. 91. Схема одновибратора (а) и его временная диаграмма работы (б).

В исходном состоянии транзистор VT1 закрыт, а VT2 открыт за счет положительного напряжения, поступающего на базу VT2 через резистор Rg. Запуск схемы, производится импульсом положительной полярности, поступающим на базу транзистора VT1. При этом транзистор VT1 открывается, по нему протекает ток Ik1, напряжение Uk1↓, напряжение Uб2↓, напряжение Uk2−, напряжение Uб1−. Следовательно, из-за положительной обратной связи через конденсатор Cg транзистор VT1 открывается и переходит в режим насыщения, а транзистор VT2 закрывается. После этого начинается разряд емкости Cg через Rg и открытый транзистор VT1. Напряжение на базе VT2 Uб2 уменьшается по экспоненциальному закону и в момент времени t1 (Uб2>0) произойдет обратный перепад напряжения.

Длительность формируемого импульса TU: TU = 0,7Rg Cg , tф ≈ 2,2Cg R k1 .

Триггер на транзисторах

Триггер представляет собой элемент памяти, имеющий два устойчивых состояния. Переход из одного состояния в другое происходит под воздействием внешних сигналов S и R.

78

Висходном состоянии один из транзисторов находится в закрытом состоянии,

авторой в насыщенном. При поступлении положительного сигнала в базу

закрытого транзистора триггер переходит во второе устойчивое состояние.

Uп

Uк1

-Uп

 

 

 

 

 

S

Uсм

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

Uп

t

Rк1

 

 

 

Rк2

Uн

 

R1

 

 

R2

 

Uк1

 

t

 

 

 

 

 

Сб2

 

Сб1

Uк2

 

Uсм

 

 

 

Uб1

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VT1

 

VT2

 

Uк2

 

 

 

 

 

 

 

 

t

Uб1

 

Uб2

 

 

 

 

R3

R4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uб2

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

"S"

 

"R"

 

 

 

 

а) б)

Рис. 92. Схема триггера (а) и его временная диаграмма (б).

Емкости Сб1 и Сб2 являются ускоряющими и предназначены для повышения быстродействия схемы.

Генераторы пилообразного напряжения (ГПН) предназначены для формирования линейно-изменяющегося (пилообразного) напряжения.

Пилообразное напряжение характеризуется длительностью прямого и обратного хода, периодом повторения, максимальным значением напряжения, коэффициентом нелинейности ε. На практике работа ГПН основана на заряде и разряде емкости через токостабилизирующий элемент (рис.93).

79

Запуск

Токостабил.

 

 

Запуск

 

 

 

 

 

 

 

элемент

 

 

Ic

t

 

 

 

 

 

Запуск

Ключ

 

Uс

 

 

 

С

 

 

 

Uс

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 93. Структурная схема ГПН.

 

Известно, что напряжение на

конденсаторе UC

= −

1

òiC dt . Для

получения

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uп

хорошей линейности необходимо, чтобы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ток зарядки ic был постоянным.

 

 

 

 

 

 

 

R1 VT1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

качестве токостабилизирующего

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

элемента

используются

схемы

на

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

транзисторах, на ОУ и на резисторах. На

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R3

 

 

 

 

 

 

рис.94 представлена схема ГПН с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

транзисторным

стабилизатором

тока.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Очень хорошие параметры ГПН,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

построенного на базе ОУ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VT2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГПН

широко

 

применяется

в

 

 

 

 

 

 

R4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

Uвых

измерительной

 

технике,

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Запуск

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

преобразователях

 

информации,

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

телевизионной

и радиолокационной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 94. ГНП с транзисторным

технике, в системах автоматического

стабилизатором тока.

 

 

 

 

 

 

регулирования.

 

 

 

 

3.15.Источники вторичного электропитания (ИВП)

Источники вторичного электропитания это электронные устройства,

предназначенные для преобразования энергии первичного источника электропитания, в электрическую энергию с заданными техническими характеристиками.

Первичными источниками электропитания могут быть: промышленная сеть переменного тока, автономные источники переменного или постоянного тока, аккумуляторы, химические батареи и т.д.

К источникам вторичного напряжения относятся, как правило, источники постоянного тока для питания электронной аппаратуры.

80