Основные параметры импульсов и импульсной последовательности. Компаратор напряжения и триггер Шмитта на базе операционного усилителя

1.23)Основные параметры импульсов  и импульсной последовательности.

Любой импульсный сигнал  характеризуется  2 - мя видами параметров: электрические и временные.  Последовательность  прямоугольных импульсов характеризуется параметром  Q – скважность.   Q=T/t_U ≥ 1 

Если Q=2 ,то получается меандр , простейший сигнал.

Простейший сигнал типа меандр, является сложным в плане спектрального     представления. Спектр представляет бесконечный ряд нечетных гармоник (ряд Фурье).    (Ошибка-на рисунке скол вершины отмеряется от 0,9 Um)Передний фронт характеризуется нарастанием сигнала. Чем больше высокочастотная составляющая, тем более крутые фронты. 

КРУТИЗНА= (0,9Um – 0,1Um)/t_ФР

2.24)Компаратор напряжения и триггер Шмитта на базе операционного усилителя.Компаратор напряжений – система, выдающая 1 или 0 в зависимости от соотношения входных сигналов. Для получения логических уровней вместо +Е и –Е необходимо добавить стабилитрон к резистору

Триггер Шмидта – система, имеющая 2 устойчивых состояния. Переход из одного в другое происходит при достижении входным сигналом заданного порога. Передаточная хар-ка имеет вид петли гистерезиса. Триггер Шмитта выполняется на ОУ с ведением ОС. При подаче на вход  положительного сигнала, на выходе получаем отрицательное напряжение так,  как вход инвертирующий. На  R1 и R2 выполнен делитель напряжения..

Принцип работы: допустим триггер находиться в состоянии. когда на выходе положительное напряжение, тогда и на положительном входе присутствует положительная составляющая. То есть  триггер находиться в устойчивом состоянии. На входе U1 повышаем напряжение и  до тех пор, пока оно не превысит  напряжение, образуемое делителем R2,R1 триггер будет находиться в устойчивом состоянии. При превышении этого напряжения на выходе ОУ появиться отрицательный импульс, а следовательно и на положительном входе ОУ будет отрицательная составляющая по отношению к корпусу, что приведет к переходу триггера во второе устойчивое состояние. Чтобы снова вернуть триггер в начальное состояние на вход U1  нужно подавать отрицательное напряжение, при  том большее. чем отрицательная составляющая напряжения на положительном входе ОУ.       

3.25)Генератор импульсов на базе операционного усилителя с регулировкой частоты повторения

Генератор импульсов  - это модифицированный триггер Шмитта. Триггер Шмитта выполняется на ОУ с ведением ОС. При подаче на вход  положительного сигнала, на выходе получаем отрицательное напряжение так,  как вход инвертирующий. Переключение его осуществляется автоматически, благодаря процессу заряда и разряда конденсатора С через резистор R.  То есть, изменяя параметр R этой цепочки можно изменять частоту переключения ОУ. t_П – время паузы

t_U – время импульса

Т_П – период повторения

Т_П = t_U + t_П

4.26)Генератор импульсов на базе операционного усилителя с регулировкой скважности.

Генератор импульсов  - это модифицированный триггер Шмита. Переключение его осуществляется автоматически, благодаря процессу заряда и разряда конденсатора С через резистор R.  Но из-за диодов включенных параллельно в разных направлениях, конденсатор С заряжается и разряжается с разной скоростью, то есть ОУ в одном состоянии проводит больше времени чем в другом, а следовательно  скважность  импульсов может варьироваться. 

Т_П = t_и + t_П

Скважность  

5.27)Генератор импульсов на идеальных инверторах.

Допустим в начальном состоянии на входе первого инвертора логический ноль. Значит, на выходе инвертора 1 будет логическая единица, а на выходе инвертора 2 логический ноль. То есть конденсатор С будет заряжаться через резистор R до напряжения логической единицы. Как только он зарядиться на входе инвертора 1 уже будет не ноль а единица и следовательно все выходы инверторов поменяют свои состояния. В этом состоянии конденсатор будет уже разряжаться через R, и когда он разрядится до логического нуля,  схема вернется в исходное состояние. Далее цикл повторяется.  

U_ВХ = U_П = E/2         

Т_П = t_и + t_П        Q=2

6.28) Генератор импульсов на КМОП-инверторах

Диодами реализуется защита КМОП.

Допустим в начальном состоянии на входе первого инвертора логический