Короткі теоретичні відомості

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 5

ДОСЛІДЖЕННЯ СХЕМ ГЕНЕРАТОРІВ

ГАРМОНІЙНИХ КОЛИВАНЬ І ПИЛКОПОДІБНОЇ НАПРУГИ

Мета роботи: вивчити принципи роботи генераторів гармонійних коливань і пилкоподібної напруги на ОП.

КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

1.1 Генератор синусоїдальних коливань на ОП.

На рис.1.1 показана схема генератора синусоїдальних коливань на ОП з мостом Віна. Міст Віна являє собою коло R1-C1-R2-C2, яке увімкнене у ланцюг позитивного зворотного зв’язку (ПЗЗ) ОП. У ланцюг негативного зворотного зв’язку (НЗЗ) ввімкнені опори R3 та R4. Частота генерації:

.

Автоколивання виникають за умови, що коефіцієнт підсилення підсилювача на ОП (умова балансу амплітуд), тобто .

Рисунок 1.1 Генератор синусоїдальних коливань на ОП з мостом Віна

1.2 Генератор пилкоподібної напруги (ГПН) на ОП (рис.1.2, а).

Для одержання пилкоподібної напруги необхідно забезпечити (інтервал - рис. 1.2, б) заряд конденсатора постійним струмом. Найпростішою схемою такого генератора на ОП є інтегратор з конденсатором С, який ввімкнений у ланцюг НЗЗ. При великій постійній інтегрування >> - на інтервалі - напруга U_вих буде близькою до напруги, яка змінюється за лінійним законом.

а б

Рисунок 1.2 Генератор пилкоподібної напруги (а); часові діаграми роботи (б)

1.3 Генератори падаючої пилкоподібної напруги на ОП.

Такі ГПН будують за принципом генераторів із ЗЗ, що інтегрують постійну напругу джерела живлення, яка для них є вхідною. На рис.1.3 показана схема ГПН з інтегруючим RC-ланцюгом, ввімкненим в ланцюг НЗЗ ОП.

При напруга , > і , а конденсатор C заряджений до напруги . При подачі позитивного імпульсу на вхід (рис.1.3) діод VD1 закривається і U_інв підвищується до рівня, що забезпечує перехід ОП в активний режим. U_вих стрибком зменшується на невелику величину. Конденсатор С починає розряджатися через опір R. U_інв зростає, а U_вих падає, тобто C перезаряджається до напруги . Після закінчення вхідного імпульсу , і C перезаряджається через діод до напруги .

а б

Рисунок 1.3 Генератор падаючої пилкоподібної напруги (а);

часові діаграми роботи (б)

1.4 ГПН в автоколивальному режимі.

Схема такого ГПН (рис.1.4,а) і діаграми його роботи в автоколивальному режимі наведена на рис.1.4,б.Схема складається з компаратора DA1 на ОП і інтегратора DA2 на іншому ОП, а також ланцюга ЗЗ (R3 та R4).

а б

Рисунок 1.4 Схема автоколивального ГПН (а); часові діаграми роботи напруг (б)

Розглянемо момент часу . Нехай <0, тоді , а визначається опорами R3 та R4. При цьому подається на діод і ємність C заряджається (вихідна напруга зростає). Коли , компаратор перекидається (), відкривається діод , на виході з’являється негативна напруга і конденсатор C перезаряджається до напруги . Далі процес повторюється.