Генераторы импульсов на ОУ в автоколебательном режиме

На рисунке 4.45 представлена схема, в которую введены неинвертирующий триггер на операционном усилителе и интегратор. Примем вначале, что между триггером и интегратором связи нет, также как и между выходом интегратора и входом неинвертирующего триггера.

Рисунок 4.45 — Схема генератора импульсов на двух ОУ

Известно, что на выходе триггера импульсы имеют прямоугольную форму, как на верхнем графике. Если такие импульсы подать на вход интегратора, то получим треугольные импульсы на его выходе, как на нижнем графике.

Если второй график подать на вход первой схемы, т.е. ввести обратную связь, а также выход первой схемы соединить со входом интегратора, то схема в целом будет работать автоматически в режиме непрерывной генерации меандра.

Достоинства: высокая стабильность и хорошее качество импульсов.

Недостаток: наличие двух операционных усилителей.

Поэтому в реальной схеме на одном ОУ интегратор заменяют интегрирующей RC–цепью, как показано на рисунке 4.46.

В схеме, представленной на рисунке 4.46, роль интегратора выполняет цепь R_ос–С, а роль триггера выполняет сам ОУ совместно с резистивной цепью R1–R2. Здесь получаем триггер инвертирующий, потому что управление осуществляется по минус входу в отличие от предыдущей схемы рисунка 4.45, где триггер был неинвертирующий. Порог инвертирующего триггер Υ:

Рисунок 4.46 — Схема генератора импульсов на одном ОУ

Примем, что на графике (см. рисунок 4.46) уже установился режим генерации автоколебаний, а переключение в точках U_нач, U_кон.

Для расчета длительности Δt применяем следующие формулы:

Тогда, после подстановки получаем

В связи с тем, что схему обычно запитывают симметричным напряжением питания, можно U_вых сократить, имея в виду сохраненные знаки полярности.

Период T=2·Δt.

Если надо, чтобы длительности положительных и отрицательных вершин и оснований импульсов отличались, вводят сопротивления R'_ос, R''_ос, диоды VD1, VD2, как изображено на схеме рисунка 4.47.

Рисунок 4.47 — Генератор импульсов на одном ОУ с разными длительностями
вершин и оснований импульсов.

При различных величинах сопротивлений резисторов R'_ос и R''_ос конденсатор С будет иметь разные времена зарядов и разрядов, поэтому форма импульсов будет отличаться от меандра.