Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 [106] 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169

баланса схемы входными токами усилителя. Если входное напряжение равно нулю, то напрял<ение на входе усилителя, равное разности напряжений на его зажимах, равно напряжению в точке А:

и А = и on + Р {Пвых -Uon)-

Даже без положительной обратной связи при таком напряжении напряжение на выходе становится максимально положительным. Например, операционный усилитель К140УД1В имеет коэффициент усиления по напряжению /=8000, максимальное положительное выходное напряжение f/ix = 10,4 В, максимальное отрицательное выходное напряжение Ugux = -8 В при f/„=12,6 В и /?„ = 5 кОм.

Чтобы выровнять положительное и отрицательное выходные напряжения, на выходе применен ограничитель, состоящий из двух стабилитронов VD2 и VD3, включенных навстречу друг другу.

При указанных выше максимальных выходных напряжениях уровень ограничения Uoap = 5 В. Например, стабилитроны типа КС147А имеют напряжение стабилизации при малом токе [/ст = = 4,4 В и падение напряжения при прямом смещении f/a = 0,6 В, что дает в сумме уровень ограничения Uoap = b В. Сопротивление /?з не должно быть меньше минимально допустимого сопротивления нагрузки усилителя. Его можно взять равным 5,1 кОм.

Для наглядности зададимся также и другими величинами. Пусть t/on = 0,6 В, /?2 = 0,47 кОм, Rce=l2 кОм, что дает р=1/25. Итак, в рассматриваемом случае при Uex=0 Ивыж=/огр = 5 В, а потенциал точки Л f/л -fp(f/eMx-f/on)=0,6-f (1/25) (5-0,6) = = 0,6 + 0,175 = 0,775 В.

Если входное напряжение, которое вначале равнялось нулю, постепенно повышать, то при входном напряжении, чуть большем напряжения л =0,775 В, возникает регенеративный процесс переключения схемы и выходное напряжение достигает максимального отрицательного значения. В данном случае с учетом действия ограничителя выходное напряжение иеых=-Ь В.

После завершения регенеративного процесса переключения схемы потенциал точки Л изменяется. Он становится равным U"a = = f/on + р {иеых- Von) = 0,6 + (1/25) (-5-0,6) = 0,376 В.

Дальнейшее повышение входного напряжения не изменяет выходного напряжения. Оно остается равным Ивь«= -5 В.

Входное напряжение можно повышать до тех пор, пока разностное входное напряжение не превысит предельно допустимого для данного типа схемы. Для микросхемы К140УД1В предельно допустимое разностное напряжение ±1,2 В. Следовательно, на вход микросхемы нельзя подавать положительное напряжение, превышающее 1,2-1-0,376 В.

Понижение входного напряжения вызывает обратный регенеративный процесс переключения схемы от Uewx=-5 В до Ueb« = = -f5 В, когда Uex становится немного меньше потенциала точки Л, в данном случае равного -+-0,376 В. Передаточная харак-




Рис. 14.1(2. Передаточная характеристика триггера Шмитта на операционном усилителе


Рис. 14.13. Формирование прямоугольного колебания из синусоидального

теристика триггера для рассмотренного случая показана • на рис. 14.12.

Триггер Шмитта на операционном усилителе можно использовать для формирования прямоугольного напряжения из синусоидального. При этом можно выключить опорное напряжение, исключив из схемы резистор Ru диод VD1 и соединив нижний

конец /?2 с землей. При этом Уд = (1/25)5=+0,2 В, а Ua = = (1/25) (-5) = -0,2 В.

Таким образом, подавая на вход схемы синусоидальное напряжение допустимой амплитуды, например 1 В, можно получать на выходе напряжение прямоугольной формы, скачкообразно изменяющееся от +5 до -5 В (рис. 14.13).

Благодаря регенеративным процессам при переключении прямоугольное напряжение имеет крутые фронты и срезы. Длительность фронтов получается значительно меньшей, чем при формировании прямоугольного (фактически трапецеидального) напрял<е-ния из синусоидального двусторонним ограничением. При формировании ограничением наблюдается, кроме того, выпуклость вершины и нижней части прямоугольной волны вследствие неидеальности ограничения.

14.6. МУЛЬТИВИБРАТОР

На рис. 14.14 представлена схема мультивибратора на транзисторах. Как и в бистабильной ячейке, коллектор каждого транзистора связан с базой другого транзистора, но связь в мультивибраторе не непосредственная, а через конденсаторы.



•о* (/а

Рис. 14.14. Схема мультивибратора на транзисторах


Рис. 14.15. Временные зависимости коллекторного тока и напряжений на коллекторе и базе в мультивибраторе

В отличие от триггера, мультивибратор в принципе способен самостоятельно генерировать колебания, близкие к прямоугольным. Следовательно, он является автогенератором колебаний прямоугольной формы.

В отличие от /?С-генераторов синусоидальных колебаний, в мультивибраторах применяется очень сильная положительная обратная связь, в результате чего транзисторы поочередно входят то в режим насыщения, то в режим отсечки. Возможно также и длительное устойчивое состояние, когда оба транзистора находятся в насыщении. При этом для возникновения колебаний необходим импульс, запирающий один из транзисторов. Следовательно, в мультивибраторе возможен жесткий режим возникновения колебаний.

Мультивибратор бывает как симметричным, так и несимметричным. У симметричного мультивибратора коллекторные сопротивления в обоих плечах одинаковы, одинаковы также базовые сопротивления и емкости. Для простоты рассмотрим работу симметричного мультивибратора.

Если транзистор VT1 открыт и находится в режиме насыщения, то в это же время транзистор VT2 заперт. При этом правая обкладка конденсатора Сб\ соединена через Rr.2 с источником питания, а левая соединена с базой транзистора VTJ. Протекающий зарядный ток поддерживает потенциал базы транзистора VT1 на уровне, близком к ивэ~0,8 В, вполне достаточном, чтобы VT1 находился в режиме насыщения. Напряжение база - эмиттер не может стать заметно большим этого напряжения из-за ограничивающего действия экспоненциальной входной характеристики транзистора и ограничения тока резистором 7?к2. Конденсатор заряжается до напряжения -Мбэь где Ub9i~0,8 В. После окончания заряда конденсатора Cei напряжение Ubbi остается примерно таким же и поддерживается за счет тока через Rei.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 [106] 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169



0.0012