7.2. Пример расчета автоколебательного генератора
Автоколебательный генератор на ОУ представлен на рис. 7.5. Временные диаграммы работы схемы приведены на рис. 7.6.
Рис. 7.5. Автоколебательный ГПН
ОУ
работает как компаратор напряжения,
срабатывающий в тот момент, когда
напряжение на его неинвертирующем входе
переходит через нуль. Напряжение
,
в свою очередь, зависит от напряжения
на выходе схемы
.
При напряжении
выходное напряжение изменяется почти
по линейному закону:
|
(7.1) |
,
где
,
так как диод VD1
закрыт.
В момент времени
напряжение
достигает значения
,
при котором
становится равным нулю, то есть:
,
где
.
Рис. 7.6. Временные диаграммы работы ГПН
Напряжение
компаратора скачком изменяется от
значения
до значения
,
и после момента времени
напряжение
изменяется почти по линейному закону
от
до
.
Амплитуда выходного напряжения схемы
равна:
,
где
,так как диод открыт.
Из этого выражения следует, что:
.
При достижении
напряжением
уровня
будем
иметь
.
Компаратор
срабатывает, его выходное напряжение
в момент времени
cкачком
изменяется от значения
до значения
,
а выходное напряжение схемы после
момента времени t2
линейно падает от значения
до
.
Амплитуда выходного напряжения схемы
определяется выражением:
,
откуда
.
Амплитуда выходного сигнала равна:
.
Если
,
получим
,
.
Длительность рабочего и обратного хода равны:
,
.
Вводя переменные
резисторы, можно получить генератор с
переменными значениями
.
7.3. Пример моделирования схемы генератора
пилообразного напряжения
На рис. 7.7. приведена схема автоколебательного генератора пилообразного напряжения. Схема, в целом, соответствует рис. 7.5. Но позволяет рассмотреть два возможных варианта построения схемы – с регулировкой временных параметров генерируемых импульсов.
Рис. 7.7. Типовая схема генератора пилообразного напряжения
Программа моделирования позволяет фиксировать токи, напряжения в любой точке схемы, получить осциллограммы, характеристики.
На рис. 7.8 – рис. 7.10 представлены эпюры токов и напряжений на выходах ОУ DA1 (а), DA2 (б) и DA3 (в).
Рис. 7.8. Эпюры напряжений на выходе ОУ DA1
Рис. 7.9. Эпюры напряжений на выходе DA2 – триггер Шмитта
Рис. 7.10. Эпюры напряжений на выходе DA3 – фильтр НЧ
Список литературы
Учебники:
1. Гусев, В. Г. Электроника и микропроцессорная техника: учебник для вузов/ Гусев В.Г., Гусев Ю. М. −5-е изд., стереотипное – М.: Высш. шк., 2008.
2. Опадчий, Ю.Ф. Аналоговая и цифровая электроника (Полный курс): учебник для вузов / Ю.Ф. Опадчий, О.П. Глудкин, А.И. Гуров: под ред. О.П. Глудкина. – М.: Горячая линия – Телеком, 2000.
3. Павлов, В.Н., Схемотехника аналоговых электронных устройств: учебник для вузов/ Павлов В.Н., Ногин В.Н. – М.: Радио и связь, 1997.
4. Джонс, М.Х. Электроника − практический курс: пер. с англ. Е.В.Воронова и др./М.Х. Джонс. − М.: Постмаркет. −1999.
5. Прянишников, В.А. Электроника: полный курс лекций.−5-е изд./ В.А.Прянишников. − СПб.: КОРОНА принт; М.: Бином- Пресс, 2006.
6. Миловзоров, О.В. Электроника: учебник для вузов/ О.В. Миловзоров, И.Г. Панков.− 2-е изд. − М.: Высш. шк., 2004.
7. Кучумов, А.И. Электроника и схемотехника/ А.И.Кучумов. − М.: Гелиос АРВ, 2004.
8. Новиков, Ю.М. Электротехника и электроника. Теория цепей и сигналов, методы анализа: учебное пособие. /Ю.М.Новиков. − СПб.: Питер, 2005.
9. Волович, Г.И. Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств/ Г.И.Волович. − М.: Изд. дом "ДОДЭКА-ХХI", 2005.
10. Забродин, Ю.С. Промышленная электроника/ Ю.С. Забродин. – М.: ИД "Альянс", 2008.
11. Лабораторный практикум по дисциплине "Основы схемотехники"/сост. О.Е.Данилин, И.Б.Андреев. – Уфа: УГАТУ, 2009.
Литература по электронным устройствам, методам расчета:
12. Кубицкий, А.А. Задачи и упражнения по электронным усилителям/ А.А. Кубицкий. – М.: Радио и связь, 1986.
13. Усилительные устройства /В.А.Андреев и др.; под ред. О.В. Головина. – М.: Радио и связь,1993.
14. Кауфман, М. Практическое руководство по расчетам схем в электронике: справочник в 2-х т./ М. Кауфман, А.Г. Сидман. – М.: Мир, 1993.
15. Звягин, И.М. Электронные устройства. Усилители. Ге-нераторы синусоидальных колебаний: лаб. практикум / И.М. Звягин, В.А. Чернышук; КАИ.– Казань, 1992.
16. Ежков, Ю.А. Справочник по схемотехнике усилителей/ Ю.А. Ежков. −2-е изд., перераб. −М.: ИП РадиоСофт, 2002.
17. Алексенко, А.Г. Микросхемотехника/ А.Г. Алексенко, И.И. Шагурин. – М.: Радио и связь, 1990.
18. Михальченко, В.Н. Операционные усилители/ В.Н. Михаль- ченко . – М.: Энергия, 1993.
19. Пейтон, А.Дж. Аналоговая электроника на операционных усилителях/ А.Дж.Пейтон, В. Волш. – М.: БИНОМ, 1994.
20. Саушкин, В.А. Проектирование RC-фильтров на операцион-ных усилителях: учеб. пособие/ В.А. Саушкин, А.И. Удалов. – М.: МАИ, 1988.
Справочники:
21. Петухов, В.М. Транзисторы и их зарубежные аналоги: справ. в 4 т./ В.М. Петухов. − М.: Радиософт, 2000.
22. Полупроводниковые приборы. Транзисторы малой мощности: справ. / под ред. А. В. Голомедова. − М.: Радио и связь, 1989.
23. Полупроводниковые приборы. Транзисторы средней и боль-шой мощности: справ./ под ред. А.В. Голомедова. − М.: Радио и связь, 1989.
24. Мощные полупроводниковые приборы. Транзисторы: справ. / Б.А. Бородин и [др]; под ред. А.В. Голомедова. – М.: Радио и связь, 1985.
25. Транзисторы для аппаратуры широкого применения: справ. / К.М.Брежнева [и др]; под ред. Е.Л.Перельмана. − М.: Радио и связь, 1992.
26. Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутационные устройства РЭА: справ. / Н.Н.Акимов [и др]. – Минск: Изд-во "Беларусь", 1994.
27. Микросхемы для линейных источников питания и их применение. − М.: ДОДЭКА, 1996.
28. Микросхемы для импульсных источников питания и их применение. −2-е изд. −М.: ДОДЭКА, 2000.
29. Якубовский, С. В. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: справ./С.В. Якубовский, Л.И. Ниссельсон. – М.: Радио и связь, 1989.
30. Аналоговые интегральные схемы: справ. / А.Л. Булычев и др. – 2-е изд., перераб. и доп. – Минск: Беларусь, 1993.
31. Авербух, В.Д. Интегральные микросхемы: Операционные усилители и компараторы: справ./ В.Д. Авербух [и др.] − М.: ДОДЭКА-ХХI, 2002.
32. Все отечественные микросхемы: справ. /отв. ред. А.В.Перебаскин. -2-е изд., перераб. и доп.: −М.: ДОДЭКА-ХХ1, 2004.
33. Зарубежные микросхемы, транзисторы, диоды: справ./ под ред. Ю.Ф. Авраменко; сост. С.Л. Корякин, М.И. Черняк. −2-е изд. перераб. и доп. − СПб.: Наука и техника, 2004.
Литература по автоматизации проектирования:
34. Кардашев, Г.А. Виртуальная электроника. Компьютерное моделирование аналоговых устройств/Г.А. Кардашев. −М.: Горячая линия – Телеком, 2002.
35. Разевиг, В.Д. Применение программ Р-CAD и PSpise для схемотехнического моделирования на ПЭВМ/В.Д. Разевиг. − М.: Радио и связь, 1992.
36. Электротехника и электроника в экспериментах и упраж-нениях: практикум на Electronics Workbensh: в 2-х т./ Д.И. Панфилов [и др.]; под общей ред. Д.И. Панфилова. − т.2: Электроника. − М.: ДОДЭКА, 2000.
37. Завадский, В.А. Компьютерная электроника/В.А.Завадский.− Киев: ТОО ВЕК, 1996.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1