Генераторы несинусоидальных (полигармонических)

КОЛЕБАНИЙ.

Данный класс устройств также называется импульсными генераторами.

Требование к схеме: , как и для генераторов синусоидальных сигналов.

Схем генераторов великое множество.

МУЛЬТИВИБРАТОРЫ.

Автогенераторный (автоколебательный)

мультивибратор.

По сути это схема двухкаскадного усилителя:

Оба транзистора находятся в активном режиме.

Начальные условия:

Потенциал коллектора транзистора больше, чем потенциал базы, поэтому и плюсик больше.

После определения начальных условий, замкнем цепочку (соединим выход транзистора со входом транзистора:

(1). Поскольку напряжение на конденсаторе не может измениться скачком, то, при замыкании обратной связи, потенциал базы транзистораувеличится, что приведет к открыванию транзистораи переходу его в режим насыщения.

(2). Когда транзистор откроется, потенциал на коллекторе станет равным нулю. Потенциал на слева резко упал, поэтому справа тоже упадет и станет отрицательным.

(3). Из-за отрицательного потенциала транзистор закроется, значит на коллекторебудет.

(4). Так как напряжение на емкости не может измениться скачком, из-за возникновения слева на потенциала, справа он тоже увеличится, что еще больше увеличит потенциал на базе транзистораи еще больше загонит его в насыщение.

Пауза.

заряд через

разряд через

Переключение транзисторов из открытого состояния в закрытое и наоборот происходит очень быстро (гораздо быстрее, чем длятся паузы).

заряд через

разряд через

И так далее.

Паузы между тактами вызваны перезарядом емкостей.

Стоит заметить, что генератор симметричного сигнала скорее всего и выглядит симметрично.

Для мультивибратора основная задача – определить параметры выходного импульса.

–постоянная времени заряда конденсатора.

–постоянная времени разряда конденсатора.

Приравнивая выражение к нулю, получим момент окончания импульса.

если будет разное, то можно регулировать скважность.

если емкости ибудут разными, можно регулировать интервалы времени.

Период

На практике используется следующая схема:

Убирается источник .

Триггер Шмитта.

Примечание:

То есть, напряжение на выходе ОУ конечно.

Характеристика самого ОУ:

Данная характеристика растянута по оси в пределах малых значений.

1.

2.

Передаточная характеристика самого ОУ:

Коэффициент усиления самого ОУ . Поэтому:

То есть, ОУ, с точки зрения переходной характеристики – переключающий элемент. Но мы не делаем его переключающим элементом потому что охватываем его ОС.

Если

Если

Если напряжение на инверсном сходе больше, чем напряжение на прямом входе, то . Следовательно, пока напряжения на прямом и инверсном входах не будут равны между собой,.

Если напряжение на инверсном входе станет равным напряжению на прямом входе, то произойдет обратное переключение.

Если напряжение на входе будет колебаться:

То напряжение на выходе погасит эти колебания за счет петли гистерезиса.

Если входной сигнал идеален, то произойдет одно переключение:

Но, на самом деле, напряжение на входе не может быть идеальным и будет иметь, например, такую форму:

Соответственно, должно произойти несколько переключений (лишних переключений, которые будут ложными).

Но, за счет петли гистерезиса, переключение произойдет несколько позже, но будет истинным и единственным:

Компаратор – это устройство сравнения. Его назначение – сравнивать между собой два входных сигнала по принципу больше-меньше.

Пример простейшего компаратора:

Передаточная характеристика идеального компаратора:

Передаточная характеристика реального компаратора:

Стоит заметить, что данная передаточная характеристика сильно растянута по оси .

Наклон появляется из-за конечности . Точканаходится не в нуле из-за того, что существует(которое позволяет двигать точкувлево и вправо). В реальных ОУпорядка милливольт.

– делитель сопротивлений

Компаратор – устройство, которое включает (или выключает), к примеру, какой-нибудь бытовой прибор при определенной температуре.

может меняться от до(в зависимости от результата деления напряжений).

Система находится в «дребезжащем» режиме: в точке переключения она будет включаться и выключаться.

Триггер Шмитта – пример устройства автоматического регулирования. За счет регулирования ширины петли гистерезиса изменением номиналов и, можно менять пороги срабатывания и отпускания. Триггер Шмитта зачастую используется для защиты от частых и ложных срабатываний.