Генераторы синусоидального сигнала содержат активный элемент и частотно-избирательную схему в цепи ОС. В качестве активного элемента может быть использовано всё, что угодно усилительное (тоннельный диод, транзистор, ОУ, электронные приборы).
В качестве частотно-избирательной схемы могут быть резонансный LC-контур, кварцевый резонатор, RC-, LR-цепи.
Кварцевый резонатор позволяет наиболее точно выбрать частоту. Так как он не вязкий =>малые потери. Этот резонатор является звеном 2-го порядка.
Для возникновения колебаний необходимо выполнение 2-х условий:
1. условие баланса амплитуд – петлевой коэффициент усиления должен быть >=1.
2.
условие баланса фаз – фазовый сдвиг вместе с частотно-избирательной цепью
должен быть равен 0 или кратен 
.
Для НЧ и СЧнаибольшее распространение получили RC-генераторы на ОУ.
RC-генератор с лестничной потенциально-тоновой RC-цепью.
При R1=R2=R3=R4 и C1=C2=C3=C частота определяется по формуле.
Для возникновения колебаний необходимо, чтобы R3>12R при отсутствии диодов. Выбираем R3 несколько меньше 12R и устанавливаем диоды VD1 и VD2. При отсутствии сигнала диоды закрыты и сопротивление цепи R3-VD1-VD2 велико. При возникновении колебаний амплитуда начинает нарастать до тех пор, пока диоды не начнут открываться и цепь R3-VD1-VD2 обеспечит одиночное усиление.
Пример: рассчитать генератор на частоту 1 кГц.
Пусть С=47 нФ=47*10-9Ф
1 вариант
12R = 24 к Ом
Примем 12R = 22 к Ом
2 вариант
В этом случае R4 должен быть >12=> R4 =27 к Ом
|
|
20х + 540= х* 27 7х=540 х=77 кОм |
12. Операционный усилитель в импульсном режиме. Компаратор напряжения.
Мы рассмотрели ранее работу операционного усилителя на линейном участке передаточной характеристики АОВ, когда |e+-e–|<Uгр (напряжения на неинвертирующем и инвертирующем усилителях соответственно).
При |e+-e–|>Uгр выходное
напряжение операционный усилитель ограничено величиной +Umax или –Umax.
Т.к. коэффициент усиления операционного усилителя очень большой (10 или 100
тис.), то 
весьма мало. Как было
отмечено в линейном режиме E+-E–=0, а если E+-E–
0 операционный усилитель выходит из
линейного режима, и мы имеем при E+ > E- Uвых=Uвых
max , а при E+<E– Uвых= -Uвых
max. Т.е. при |e+ - e-| > Uгр выходное
напряжение операционного усилителя зависит от того, какое из входных напряжений
больше, и операционный усилитель является устройством сравнения – компаратором
напряжения.
Практически любой операционный усилитель может работать в режиме компаратора. В промышленности выпускаются специализированные приборы – компараторы.
При
медленно меняющемся входном сигнале достаточно долго может быть 
и компаратор достаточно долго будет
находиться в линейном режиме.
При использовании компаратора с большим коэффициентом усиления имеем меньшее граничное напряжение, из чего видно что при том же входном сигнале компаратор будет меньшее время в линейном режиме.
Если входной сигнал имеет помехи, то могут появится дополнительные ложные срабатывания.
Отличие: отсутствие частотной коррекции; компараторы не могут работать в линейном режиме, т.к. они не линейные; отсутствие триггерного эффекта; компараторы могут иметь выходы различного типа (2-х тактный, открытый коллектор (открытый сток), а иногда и открытый эмиттер).
Быстродействие компаратора зависит не только от
максимальной скорости нарастания выходного напряжения, но и от коэффициента
усиления. Допустим на вход компаратора подаётся медленно меняющееся напряжение,
при этом может быть достаточно долго 
и компаратор будет
находиться вне напряжения (в линейном режиме). При использовании компаратора с
большим напряжением имеем меньшое 
при том
же вход сигнале компаратор будет меньшее время находится в линейном режиме.
Если полезный сигнал содержит помеху то, могут появиться дополнительные ложные
срабатывания (дребезг).
Для повышения быстродействия и надежности вводится ПОС (положительная обратная связь). Такое устройство будет называться гистерезисным или регенеративным компаратором (триггер Шмитта).
Рассмотрим схемы триггеров Шмитта:
1) инвертирующий (регенеративный)
Допустим, что это работает при 2-полярном питании.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
, 