Моделирование и исследование электронных устройств в системе Electronics Workbench. Нефедьев А.И - 61 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПГУ | Пенза

Составители: 

Рубрика: 

транзисторы ОУ выходят из насыщения, восстанавливается действие
положительной обратной связи: уменьшение и
+
= U
R3
вызывает
дальнейшее уменьшение U
вых
и т. д. В результате выходное
напряжение весьма быстро достигает уровня U
-
нас
. С этого момента
конденсатор С перезаряжается до тех пор, пока напряжение на нем
(при t= t
2
) не станет чуть меньше γU
-
нас
, после чего начинается
переключение U
вых
к уровню U
+
нас
. Следовательно, подключение
цепи R
1
С к выходу ОУ обеспечивает автоматическое переключение
конденсатора с зарядки (когда U
вых
=U
+
нас
) на разрядку (когда
U
вых
=U
-
нас
) и как следствие этого, изменение знака разности
напряжении и
+
– и
-
.
При определении длительностей t
и1
и t
и2
выходных импульсов
надо учесть, что во время t
и1
напряжение и
С
изменяется от γU
-
нас
до
γU
+
нас
, а во время t
и2
— изменяется от γU
+
нас
до γU
-
нас,
т. е. в
указанные промежутки времени напряжения на конденсаторе
изменяются следующим образом:
u
С
= (γU
+
нас
+ U
-
нас
) e
-t/τ
- U
-
нас
где τ = R
1
C – постоянная времени,
U
нас
– напряжение насыщения.
Спустя время t = t
и1
(t = t
и2
) после начала зарядки (разрядки)
конденсатора напряжение u
С
= γU
+
нас
(γU
-
нас
). С учетом этого, и
заменяя натуральный логарифм на десятичный, получаем:
t
и1
= 2,3τ lg[(U
+
нас
+ γU
-
нас
)/( U
+
нас
- γU
-
нас
)],
t
и2
= 2,3τ lg[(U
-
нас
+ γU
+
нас
)/( U
-
нас
- γU
+
нас
)]
Период колебаний:
Т= t
и1
+ t
и2
.
Если ⎟U
+
нас
⎟ = ⎟U
-
нас
⎟ = U
нас
, то t
и1
= t
и2
=2,3τ lg[(1+γ)/(1-γ)],
T = 4,6τ lg[(1+γ)/(1-γ)].
Длительности фронтов выходных импульсов мультивибратора
зависят от скорости нарастания выходного напряжения
используемого ОУ.
Принципиальная схема ждущего мультивибратора
(одновибратора) на операционном усилителе представлена на рис.
4,а , временные диаграммы, поясняющие его работу – на рис. 4,б.
В исходном состоянии (до подачи запускающего импульса
U
зап
) операционный усилитель находится в состоянии насыщения с
уровнем выходного напряжения –U
нас
. Начальное напряжение на
конденсаторе С2 равно γU
max
, где γ = R4/(R3 + R4). С подачей
короткого по длительности запускающего импульса U
зап
транзисторы ОУ выходят из насыщения, восстанавливается действие
положительной обратной связи: уменьшение и+ = UR3 вызывает
дальнейшее уменьшение Uвых и т. д. В результате выходное
напряжение весьма быстро достигает уровня U-нас . С этого момента
конденсатор С перезаряжается до тех пор, пока напряжение на нем
(при t= t2 ) не станет чуть меньше γU-нас , после чего начинается
переключение Uвых к уровню U+нас. Следовательно, подключение
цепи R1С к выходу ОУ обеспечивает автоматическое переключение
конденсатора с зарядки (когда Uвых=U+нас) на разрядку (когда
Uвых=U-нас) и как следствие этого, изменение знака разности
напряжении и+– и-.
       При определении длительностей tи1 и tи2 выходных импульсов
надо учесть, что во время tи1 напряжение иС изменяется от γU-нас до
γU+нас , а во время tи2 — изменяется от γU+нас до γU-нас, т. е. в
указанные промежутки времени напряжения на конденсаторе
изменяются следующим образом:
                      uС = (γU+нас + U-нас) e-t/τ - U-нас
где τ = R1C – постоянная времени,
           Uнас – напряжение насыщения.
       Спустя время t = tи1 (t = tи2) после начала зарядки (разрядки)
конденсатора напряжение uС = γU+нас (γU-нас). С учетом этого, и
заменяя натуральный логарифм на десятичный, получаем:
              tи1 = 2,3τ lg[(U+нас + γU-нас)/( U+нас - γU-нас)],
              tи2 = 2,3τ lg[(U-нас + γU+нас)/( U-нас - γU+нас)]
       Период колебаний:
                                Т= tи1 + tи2.
              +          -
       Если ⎟U нас⎟ = ⎟U нас⎟ = Uнас , то tи1 = tи2 =2,3τ lg[(1+γ)/(1-γ)],
                          T = 4,6τ lg[(1+γ)/(1-γ)].
       Длительности фронтов выходных импульсов мультивибратора
зависят от скорости нарастания выходного напряжения
используемого ОУ.
       Принципиальная          схема      ждущего          мультивибратора
(одновибратора) на операционном усилителе представлена на рис.
4,а , временные диаграммы, поясняющие его работу – на рис. 4,б.
       В исходном состоянии (до подачи запускающего импульса
Uзап) операционный усилитель находится в состоянии насыщения с
уровнем выходного напряжения –Uнас. Начальное напряжение на
конденсаторе С2 равно γUmax, где γ = R4/(R3 + R4). С подачей
короткого по длительности запускающего импульса Uзап

Страницы