Генератор сигналов треугольной формы

В 2.13 было показано, что однократным интегрированием сигнала прямоугольной формы можно получить сигнал тре­угольной формы. Это представляет собой наиболее легкий спо­соб получения хороших сигналов треугольной формы. В схеме, приведенной на рис. 40, используется этот подход.

Усилитель У ₂здесь представляет собой интегратор с неинвертирующим входом, присоединенным к симметрирующему потенциометру R _сим. Элементы интегратора R ₁и С обеспечивают требуемые временные соотношения. За счет установки R ₁изменяется ча­стота работы схемы. Так как напряжение на R ₁равно ± U _Сти напряжение в суммирующей точке усилителя У ₂ остается рав­ным U _сим (благодаря обратной связи), то ток, протекающий через R ₁,будет постоянным.

а

б

Рис. 40. Генератор сигналов треугольной формы. а – схема; б – U ₁ и U _вых.

Поэтому и ток заряда конденса­тора С также будет постоянным. Постоянный ток заряда С определяет линейность формы выходного сигнала. Выход усилителя У ₂ через потенциометр R _о.с подается обратно на неинвертирующий вход усилителя У ₁,представляющий собой компара­тор. R _о.с устанавливает коэффициент обратной связи контура и поэтому задает амплитуду сигнала треугольной формы. По­тенциометр R _сдвиг, подключенный к инвертирующему входу усилителя У ₁, устанавливает сдвиг выходного сигнала путем уста­новки опорного напряжения компаратора. Симметрия формы выходного сигнала достигается установкой R _сим. Для понимания работы схемы рассмотрим один цикл ее функционирования. Предположим, что выход усилителя У ₁ обозначенный на рисунке U ₁положителен и равен +U _ст. Конденсатор интегратора С начнет линейно заряжаться через сопротивление R ₁. Напряжение обратной связи, приложенное к неинвертирующему входу компаратора У ₁ с выхода усилителя У ₂, составляет

(U _ст – U _вых) (1 – К) + U _вых,где К = R' _о.с/(R _о.с + R' _о.с).

Когда это напряжение под действием изменяющегося благодаря заряду конденсатора С отрицательного выходного напряжения станет равным U _сдвиг, выход усилителя У ₁ изменит свою поляр­ность с + U _Ст до– U _Ст. Теперь конденсатор С будет заряжаться в противоположном направлении, вызывая появление на вы­ходе положительного, линейно изменяющегося сигнала.

Когда напряжение, задаваемое на неинвертирующий вход усилителя У ₁ сравняется с U _сдвиг, выходное напряжение уси­лителя У ₁ переключится с – U _Ст до + U _Ст. Это вызовет изме­нение знака наклона линейного сигнала на выходе с положи­тельного на отрицательный. Напряжение прямо­угольной формы получается с выхода усилителя У ₁ а треуголь­ной формы – с выхода усилителя У ₂. В дополнение следует от­метить, что почти каждый параметр напряжения треугольной формы регулируется. Максимальная частота выходного сигнала ограничивается скоростью нарастания напряжения на выходе усилителя У ₂ или способностью усилителя У ₁отдавать ток и определяется тем из этих факторов, который в наибольшей сте­пени ограничивает частоту.