40. Триггер Шмитта на основе оу.

Триггером Шмитта на основе ОУ называется компаратор с гистерезисом передаточной характеристики. Это устройство также называют «пороговым».

Триггер Шмитта на ОУ реализуется при охвате его ПОС-ю по неинвертирующему входу. Его схема и передаточная характеристика имеют вид:

Переключение триггера Шмитта в состояние U_ВЫХ^- происходит при увеличении U_ВХ до напряжения (порога срабатывания) U_СР, а в состояние U_ВЫХ⁺ при уменьшении U_ВХ до напряжения (порога отпускания) U_ОТП. Учитывая, что U₀ = 0 в моменты переключений, найдем U_СР и U_ОТП :

откуда ширина зоны гистерезиса (на рис.в – U_Г):

Если U_ОП =0, то напряжение

т.е. ширина зоны гистерезиса не изменилась, а U_СР и U_ОТП имеют разный знак. Т.о., передаточная характеристика в этом случае имеет вид:

Такая схема является основной для построения генераторов импульсов на ОУ. Важнейшими параметрами ОУ, работающего в импульсном режиме, является их быстродействие, которое оценивается задержкой срабатывания и временем нарастания выходного импульса напряжения.

41. Симметричный мультивибратор на основе оу.

Мультивибратором называется генератор периодической последовательности импульсов напряжения прямоугольной формы и имеющих 2 неустойчивых состояния. Мультивибраторы, как правило, используются в качестве задающего генератора, выходные импульсы которого несут какую-либо информацию. Информацией может служить частота импульсов или их период, длительность импульсов или их скважность, моменты формирования фронта или среза импульса.

Симметричным мультивибратором (СМВ) называется мультивибратор, генерирующий импульсы, длительность t_И равна длительности пауз t_П . Основой СМВ на ОУ служит компаратор с ПОС и нулевым U_ОП .

Схема СМВ и диаграммы его работы имеют вид:

Автоколебательный режим работы создается за счет подключения к инвертирующему входу ОУ времязадающей цепи, состоящей из резистора R и конденсатора C.

Принцип действия СМВ: пусть в момент времени t₀ U_C – U_R1 = U₀ > 0, тогда U_ВЫХ = - U_ВЫХ^-. На резисторе R1 напряжение:

Отрицательное напряжение на выходе ОУ обуславливает экспоненциальный заряд конденсатора С через резистор Rс полярностью, указанной на рис. а без скобок. В момент времени t₁ напряжение на конденсаторе С U_С достигает величины U_R1 и напряжение U₀ меняет полярность. Это обуславливает скачкообразное изменение полярности на выходе ОУ на положительную: U_ВЫХ = + U_ВЫХ⁺. U_R1 также меняет свою полярность: . В этом случае U₀ < 0, а выходное напряжение поддерживается положительным.

С момента времени t₁ конденсатор С перезаряжается через R от уровня на положительное напряжение под действием напряжения U_ВЫХ⁺.

В момент времени t₂ U_C достигает U_R1. При малейшем превышении U_С над U_R1 напряжение U₀ становится положительным, что вызывает смену полярности напряжения на выходе ОУ на отрицательную.

Далее процессы повторяются

Частота импульсов СМВ:

(1)

Процесс перезаряда конденсатора С через резистор R под действием источника напряжения в интервале [ t₁; t₂ ] описывается уравнением: (2) , где - постоянная времени перезаряда конденсатора С. (3). Подставляем значения напряжений в формулу (2): (4). Учтем, что в момент времени t₂: , найдем длительность импульса t_И = t₂ – t₁:

, откуда: (5), а частота импульсов: (6). Для большинства ОУ U_ВЫХ^- = U_ВЫХ⁺, тогда: (7), (8). Регулирование частоты СМВ может осуществляться изменением сопротивления резистора R или изменением величины .