передается через RC-цепь и делитель напряжения в точки КТ2 и КТ3. При этом происходит увеличение DU (см. рис.1б), что ведет к значительному возрастанию Uвых (при этом Uвых не может превысить напряжения насыщения Uнас).
Если DU оказывается больше нуля, то на выходе
усилителя устанавливается напряжение положительной полярности с величиной +Uнас. Напряжение
+Uнас ведет к возникновению зарядного тока конденсатора С через R1R*,
направленного от КТ1 к КТ2. При идеальных элементах схемы напряжение на
конденсаторе Uc(t), изменяясь по экспоненциальному закону,
будет стремится к +Uнас с постоянной времени t=(R+R*)C, однако не достигнет его, так как, когда Uc(t)
окажется такой величины, что дифференциальное напряжение (
) поменяет
знак с «плюса» на «минус», усиление отрицательного напряжения DU в Ku раз
приведет к формированию на выходе усилителя напряжения Uнас
отрицательной полярности. Так произойдет формирование фронта выходного
импульсного сигнала генератора. Время, за которое напряжение Uвых
переходит от уровня +Uнас до уровня –Uнас, будет зависеть от
динамического параметра микросхемы ИУПТ – скорости нарастания выходного
напряжения VUвых [В/мкс].
Изменение величины и полярности Uвых вызывает перезарядку конденсатора по экспоненциальному закону. При этом в установившемся режиме Uс(t) изменяется с уровня Uнас×Кд и стремится к уровню напряжения Uнас противоположного знака. Однако, когда Uс(t) достигнет нового уровня Uнас×Кд, вновь произойдет изменение полярности Uвых и процесс перезарядки конденсатора возобновится в обратном направлении и т. д.
Для упрощенного определения формулы частоты можно
воспользоваться идеализированной моделью схемы, считая, что ИУПТ имеет бесконечно
большие значения входного сопротивления, коэффициента усиления Ku
дифференциального сигнала DU и скорость нарастания выходного напряжения VUвых,
бесконечно малые значения выходного сопротивления и входных токов [1, с.347-361] и 
.
Как видно из рис.1б, половина периода следования генерируемых импульсов определяется промежутком времени tимп, за который напряжение на конденсаторе успевает достигать напряжения на неинвертирующем входе ИУПТ.
Поскольку в установившемся режиме напряжение на конденсаторе начинает изменяться с напряжения Uнас×Кд и стремится к напряжению Uнас противоположной полярности, то установившееся значение напряжения на конденсаторе можно выразить формулой Uc(¥)=Uнас×Кд+Uнас. Тогда закон изменения напряжения на конденсаторе Uc(t) при идеальных элементах схемы примет вид:
(1)
К моменту времени t=tимп=T/2 напряжение Uc(t) изменится на величину 2×Uнас×Кд:
(2)
Выразив из (2) время tимп=Т/2, можно записать формулу для расчета частоты f:
f=1/2tимп=
,
где t=RC, Кд=R1/(R1+R2) (3)
Так как формула (3) была получена для идеальных элементов схемы, то уменьшить расхождение между реальной и расчетной частотами генерации можно при использовании элементов, параметры которых близки к идеальным. Например, в качестве усилителя желательно взять быстродействующий ИУПТ с малыми входными токами.
При расчете схемы на заданную частоту f удобно вначале выбрать номиналы С, R1, R2, и, после подстановки их в (3), найти необходимое значение R. Для повышения температурной и временной стабильности частоты нужно использовать конденсаторы с малыми ТКЕ и токами утечки (неэлектролитические конденсаторы с диэлектриком из слюды или фторопласта с номиналами от 0.001 до 0.1 мкФ), а в качестве R – резисторы с малым ТКС (например, С2-29). Выбирать номиналы резисторов надо с учетом того, что ток делителя R1R2, ток заряда конденсатора и ток нагрузки в сумме не должны превышать максимально допустимого выходного тока используемого ИУПТ (обычно Iвых.макс.=5мА). Коэффициент передачи делителя обычно выбирается равным ½ (R1=R2=10кОм…100кОм).
Пример. Дано: частота генерации f=1[кГц], ток нагрузки Iн=1мА.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.