Если напряжение на входе ОУ постоянное, то получаем

линейно изменяющееся напряжение. Знак приращения обратный знаку входного напряжения.

Схема ГЛИН с внешним управлением приведена на рис. 16.6а. На рис. 16.6б приведены диаграммы напряжений, поясняющие его работу.

Схема состоит из компаратора и интегратора. В исходном состоянии напряжение управления U_У = 0. Под воздействием напряжения Е ₀ компаратор находится в состоянии отрицательного насыщения. Под воздействием этого напряжения конденсатор С заряжается до .

Пусть в момент времени t ₁ на прямой вход поступает прямоугольный импульс, амплитуда которого U_m > E ₀. Компаратор переходит в положительное насыщение, т. е. напряжение на его выходе . Это напряжение является входным для интегратора. Открывается диод D ₁, начинается перезаряд конденсатора С до . Напряжение U_ГЛИН убывает по линейному закону в соответствии с выражением

По окончании импульса компаратор регенеративно переходит в отрицательное насыщение (под воздействием Е ₀). Диод D ₁ закрывается. Открывается диод D ₂. Начинается перезаряд конденсатора С до напряжения . Напряжение U_ГЛИН возрастает по линейному закону, т. е.

Максимального значения оно достигает за время t = R ₂ C. Если пауза , то ГЛИН переходит в устойчивое состояние () до поступления следующего импульса управления.

Кроме рассмотренной схемы, часто применяются ГЛИН в автоколебательном режиме. Чтобы получить такой ГЛИН достаточно в схему рис. 16.6а ввести ОС – R ₃, R ₄ на прямой вход компаратора с выходов компаратора и интегратора (пунктир на рис. 16.6а). Напряжение обратной связи U_ОС будет определяться напряжением на выходе компаратора и напряжением на выходе интегратора U_ГЛИН. На рис. 16.6в приведены временные диаграммы, поясняющие работу генератора.

Пусть в момент времени t ₁ = 0 компаратор перешел в состояние отрицательного насыщения. Его . Открывается диод D ₂ и на интеграторе начинается формирование линейно нарастающего напряжения U_ГЛИН. Напряжение обратной связи U_ОС найдем методом суперпозиции

(16.13)

где - линейно нарастающее напряжение U_ГЛИН.

Видим, что U_ОС также линейно нарастает. В момент времени t ₂ наступает равенство U_OC = Е ₀. Компаратор переключается, напряжение его на выходе скачком изменяется до . Напряжение интегратора скачком измениться не может. Поэтому напряжение обратной связи скачком увеличивается до величины

(16.14)

Напряжением открывается диод D ₁. На интеграторе начинается формирование линейно падающего напряжения. Напряжение U_OC также линейно убывает и в момент t ₃ принимает значение

Компаратор вновь переключается и далее процесс периодически повторяется.

Рассмотрим пример.

Пусть в схеме компаратора R ₃ = 10 кОм; R ₄ = 50 кОм; Е ₀ = 1 В; = ±10 В.

Определим U_ГЛИН и U_ОС в моменты времени t ₁; t ₂; t ₃.

1. В момент времени t ₁ включается питание. Напряжение на выходе компаратора

Конденсатор С до включения питания был разряжен. Напряжение U_C = 0 и скачком измениться не может. Значит и в соответствии с (16.13)

1. Для момента времени t ₂

.

Отсюда определим U_ГЛИН

.

Определим значение сразу после переключения, когда значение , а U_ГЛИН еще не изменилось:

.

1. Для момента времени t ₃

Напряжение на выходе компаратора . Напряжение обратной связи U_OC

.

Здесь U_ГЛИН (t ₃) – минимальное.

Определим это значение

.

Напряжение U_ОС (t ₃) определим сразу после переключения, когда значение , а U_ГЛИН (t ₃) = -0,79 В.

Далее значение U_ГЛИН периодически изменяется от –0,79 В до 3,2 В, а U_ОС от –2,32 В до 4,31 В.

ТЕМА 7. ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА

Лекция 17. Введение в цифровую электронику