Аналоговые устройства. Устройства на полупроводниковых диодах и транзисторах. Ампер-вольтная характеристика полупроводникового диода, страница 18

На рис. 5.3а приведена схема ГЛИН с внешним управлением (u_y - управляющее напряжение), а на рис. 5.3б – временные диаграммы напряжений.

Рис. 5.3. Схема ГЛИН с внешним запуском (а)  и временные диаграммы на входе и выходе (б)

Схема состоит из аналогового компаратора (DA1) и интегратора (DA2). Длительность t_u входного положительного импульса u_y ( )t определяет длительность стадии спада  t_c выходного напряжения u_г(t), а длительность паузы между импульсами – определяет длительность стадии нарастания t_н выходного напряжения.

При поступлении входного прямоугольного импульса напряжения, амплитуда которого  U_m > E₀ , компаратор переходит в состояние положительного насыщения u^' =U_нас⁺ . Открывается диод VD2, и напряжение u_г( )t убывает по линейному закону. Для этого случая, подставив в (5.4)  R = ^R₁ , ^U_вых(0) =^U_г⁺_max , получим для момента  времени t2 (t = tu ,Uвых(t ) =Uг−max ). 

                           Uг−max = −Uнас+ tu +Uг+max , или τ1 = − − Uнас+ tu +                .        (5.5)

                                                       R1C                                        Uг max −Uг max

Крутизна напряжения U_г(t ) на интервале t₁ −t₂ :

                                                                                        du(t )       Uнас+

S_С = = − .                                (5.6) dt      R₁C

После окончания импульса, компаратор под воздействием E₀ на инвертирующем входе переходит в состояние отрицательного насыщения u^' =U_нас⁻ . Открывается диод VD2 и интегратор формирует линейно нарастающее напряжение. Для этого случая, подставляя в (5.4) R = R₂ , U_вых( )0 =U_г⁻_max , получим для момента времени t₃ (t = t_n , Uвых( )t = Uг+max )

                               +             Uнас−             −                                      Uнас− tn

                          Uг max = −        tn +Uг max , или τ2 = −    +              −                 .         (5.7)

                                                     R2C                                        Uг max −Uг max

Крутизна нарастания напряжения на интервал t₂ − t₃:

U^m

                                                                                    S_H =  .                                         (5.8)     

R₂C

Устойчивая работа генератора рис. 5.3а сводится к требованию 

 −t_uS_С = t_nS_H .                                      (5.9)

1.2. ГЛИН в автогенераторном режиме

Кроме ГЛИН с внешним управлением находят широкое применение ГЛИН, работающих в автогенераторном режиме, т.е. без управляющего сигнала рис. 5.4а.

Рис. 5.4. Схема ГЛИН в автогенераторном режиме (а)  и временные диаграммы напряжений (б)

               Напряжение              u_oc можно найти методом суперпозиции

u_oc = u'oc + u'oc' , где  u^'_oc - напряжение при u_г = 0, u_oc′′ - при u_k = 0

                                                                                             R³                           R⁴                               .                    (5.10)

                                                          u_oc(t ) = u_k                       + u_г

                                                                                       R3 + R4              R3 + R4

Пусть в момент t₁, U_k =U_нас⁻ . При этом открывается диод VD2 и интегратор формирует линейно нарастающее напряжение u_г( )t . Напряжение u_oc ( )t на интервале t₁ −t₂ также линейно нарастает в соответствии с (5.19). Для момента  t₂ из (5.10) следует:

                                        uoc(t2 ) = E0 =Uнас−       R3        +U +г max        R4                        .           (5.11)

                                                                                          R3 + R4                          R3 + R4

В этот момент t₂ компаратор переключается, напряжение на его выходе скачком изменяется до u_k =U_нас⁻ . Из (5.10) также следует, что в момент t₂ скачком изменяется и  u_oc (t).