Операционный усилитель. Дифференцирующий усилитель на ОУ. Нелинейные функциональные преобразователи. Усилители-ограничители. Счетчики с недвоичным коэффициентом деления, страница 4

Нижний порог срабатывания: ; 

Гистерезис – это разница между границами срабатывания

2)неинвертирующий

13.  Генератор сигналов специальной формы.

В предыдущей схеме на конденсаторе напряжение менялось по закону, близкому к треугольнику. Если требования к форме сигнала высоки, то RC-цепь следует заменить интегратора. В только что рассмотренной схеме компаратор инвертирующий, а RC-цепь – не инвертирующий => т.к. интегратор – это устройство инвертирующее, то компаратор следует взять не инвертирующим для соблюдения логического смысла.

Используя интегратор со сбросом и компаратором с разными настраиваемыми порогами, можно делать более сложные сигналы (пилообразные). На выходе интегратора формируется сигнал треугольной   формы с периодом , и амплитудой .

14.  Интегральный таймер и его применение. Работа в режиме одновибратора.

Таймеры – это устройство для формирования временных интервалов. Состоит из резистивного делителя, двух компараторов, RS-триггера, двухтактного усилителя и усилителя с открытым коллектором.

RS-триггер – это логическое устройство, имеющее 2 входа: R и S (сброс и установка) и соответственно 2 устойчивых состояния. С помощью этих сигналов триггер может быть переведен из одного устойчивого состояния в другое, а при отсутствии таких сигналов триггер сохраняет свое состояние сколь угодно долго. RS-триггер вместе с компараторами образует триггер Шмита с порогами срабатывания  и  U_{питания}. Рабочая частота у таймера 10 МГц. Входной сигнал – 100 мА.

Применение таймеров:

1.  генератор с произвольной скважностью.

2.  частотно-импульсный модулятор (полезный сигнал – частота импульса, полученного на выходе).

3.  широтно-импульсный модулятор (может быть построен на основе таймера в режиме мультивибратора, выходной сигнал которого запускает одновибратор с регулируемой длительностью импульса).

Одновибратор – это устройство, формирующее импульс заданной длительности.

Изначально таймер находится в сброшенном состоянии, на выходе низкий уровень Q, выход с открытым коллектором замкнут. При появлении отрицательного импульса на входе S триер Шмита переходит в другое состояние, на выходе Q появляется высокий уровень, выход с открытым коллектором размыкается и начинается зарядка конденсатора.

Когда U_C=U_пит на выходе Q появляется низкий уровень, выход с открытым коллектором замыкается, и конденсатор очень быстро разряжается – таймер готов к формированию нового импульса. Длительность импульса, формируемого таймером . Изменяя на входе напряжение можно менять длительность:

15.  ШИМ(широтно-импульсный модулятор)

Формирует запускающие импульсы для второго таймера работающего в режиме одновибратора с управляемой длительностью сигнала.

Что бы первый таймер генерировал наиболее короткие импульсы необходимо что бы R2<<R1

R1R2C1 задают несущую частоту

C2R3 при  задаёт максимальную длительность импульса в ШИМ. При снижении  длительность уменьшается.

16.  ФИЛЬТРЫ

Фильтры – частотоизбирательные устройства, которые в одном диапазоне частот (полоса пропускания) передают сигнал без изменений, а в другом диапазоне (полоса подавления) обеспечивают заданный коэффициент подавления. Фильтры делятся на фильтры низких частот (ФНЧ), фильтры высоких частот (ФВЧ), полосовые фильтры (ПФ), режекторные фильтры (РФ). В зависимости от коэффициента подавления фильтры бывают 1-го, 2-го и т.д. порядка (n*20 дБ/дек). Фильтры можно реализовавывать с помощью резисторов, индуктивностей, конденсаторов, более сложных компонентов – кварцевых резонаторов, ПАВ, электромеханических фильтров. В области низких частот наибольшее распространение получили RC фильтры.

Рассмотрим несколько примеров RC фильтров 1-го порядка.

ФНЧ

Передаточная функция такого фильтра будет , где постоянная времени , частота среза .

ФВЧ

Передаточная функция такого фильтра будет , где постоянная времени , частота среза .

Пассивный полосовой RC фильтр.

Такой фильтр можно представить как последовательное соединение фильтров верхних и нижних частот.

Коэффициент передачи имеет вид:

, где  - нормированная частота,  - частота среза. Следует иметь ввиду, что этот фильтр имеет максимальный коэффициент передачи 1/3.