Лабораторные работы по основам промышленной электроники. Николаев Г.М - 24 стр.

UptoLike

На рис.10.2а, приведена схема однопорогового компаратора для
сравнения сигналов одинаковой полярности. НапряжениеV
вых
на вхо-
де в ОУ зависит от разности входных напряжений. При напряжении
V
вх
меньше чем опорное V
оп
, напряжение V
оп
определяет состоя-
ние выхода. Разность напряжений V
вх
-V
оп
является входным диффе-
ренциальным напряжением V
д
ОУ, что и определяет состояние пе-
редаточной характеристики компаратора
( рис 10. 2.б) Изменение полярности выходного напряжения происхо-
дит тогда, когда напряжение V
вх
>
V
оп
Ввиду большого значения коэффициента усиления ОУ при
Vд= Vвх- Vоп=О имеет место режим ограничения выходного напря-
жения:
Vвых = V
+
вых мах при Vвх< Vоп,
Vвых =V
-
вых
мах приVвх > Vоп, (10.1)
где напряжение V
+
вых мах и V
-
вых мах имеют значения, близкие к
значению напряжения Vн источника питания ОУ.
а) б)
Рис 10. 2.
Широкое применение в электронной технике получил триггер
Шмитта, используемый в качестве формирователя напряжения пря-
моугольной формы из напряжения произвольной формой кривой.
Преимущество триггера Шмитта как компаратора состоит в том , что
шумы входного сигнала и не стабильность питания не вызывает ко-
лебаний выходного напряжения вблизи точки сравнения, как в одно-
- 47 -
пороговых компараторах.
В отличии от компаратора рис 10.2а в триггере Шмитта ОУ
охвачен положительной обратной связью (ПОС) по неинвертирую-
щему входу с помощью резисторов R1.R2 (рис 10.3.а)
Переключение из состояния V
+
вых мах в состояние V
-
вых мах
происходит при напряжении Vвх, равном напряжению срабатывания
Vср (рис.10.3.б). Возвращение в исходное состояние Vвых = V
+
вых
мах происходит при снижении Vвх до напряжения отпускания Vотп.
Значения пороговых напряжений Vср и Vост находят из выра-
жений:
V
ср
=V
оп
+
1
21
max,
R
RR
VV
оп
вых
+
+
(10.2)
V
ср
=V
оп
-
1
21
max,
R
RR
VV
оп
вых
+
(10.3)
Откуда ширина зоны нечувствительности равна:
V
ЗН
= V
ср
– V
отп
= )(
maxmax
12
1
+
+
+
выхвых
VV
RR
R
(10.4)
а) б)
Рис 10.3.
Мультивибраторы предназначены для генерирования периоди-
ческой последовательности импульсов напряжения прямоугольной
формы. Для получения импульсов прямоугольной формы с крутыми
фронтами широко используют ОУ, имеющие положительную об-
ратную связь.
- 48 -
R1
R
+Uп
-Uп
ОУ
2
Uвых
Рис10,3
UcпUвх
-
+
+Uп
-Uп
Uвых
Рис10,2
UcпUвх
-
+
Uд
t
Uвых.мах
U
+Uп
Uсп
Uвых.мах
Uвых
Uвх
-Uп
Uзн
Uстп Uсп Uср
Uвх
0
      На рис.10.2а, приведена схема однопорогового компаратора для           пороговых компараторах.
сравнения сигналов одинаковой полярности. НапряжениеVвых на вхо-                  В отличии от компаратора рис 10.2а в триггере Шмитта ОУ
де в ОУ зависит от разности входных напряжений. При напряжении               охвачен положительной обратной связью (ПОС) по неинвертирую-
Vвх меньше чем опорное Vоп , напряжение Vоп определяет состоя-               щему входу с помощью резисторов R1.R2 (рис 10.3.а)
ние выхода. Разность напряжений Vвх-Vоп является входным диффе-                   Переключение из состояния V+ вых мах в состояние V-вых мах
ренциальным напряжением Vд ОУ, что и определяет состояние пе-                происходит при напряжении Vвх, равном напряжению срабатывания
редаточной характеристики компаратора                                        Vср (рис.10.3.б). Возвращение в исходное состояние Vвых = V+вых
( рис 10. 2.б) Изменение полярности выходного напряжения происхо-            мах происходит при снижении Vвх до напряжения отпускания Vотп.
дит тогда, когда напряжение Vвх> Vоп                                              Значения пороговых напряжений Vср и Vост находят из выра-
      Ввиду большого значения коэффициента усиления ОУ при                   жений:
Vд= Vвх- Vоп=О имеет место режим ограничения выходного напря-                                     V + вых , max − Vоп
жения:                                                                                  Vср=Vоп+                      ⋅ R1   (10.2)
                                                                                                       R1 + R2
                    Vвых = V+вых мах при Vвх< Vоп,
                    Vвых =V-вых мах приVвх > Vоп,          (10.1)                                V − вых , max − Vоп
                                                                                             Vср=Vоп -               ⋅ R1                (10.3)
где напряжение V+вых мах и V-вых мах имеют значения, близкие к                                        R1 + R2
значению напряжения Vн источника питания ОУ.                                    Откуда ширина зоны нечувствительности равна:
                        +Uп
                                                                                                             R1       +         −
                                                                                   VЗН = Vср – Vотп =             (Vвых max + Vвых max )      (10.4)
                                                                                                        R2 + R1
                   -                           Uвх

                                                                  Uсп
              Uд
                               Uвых                                     t                               +Uп
                   +
                                                                                              ОУ
                                                                                                   -
                         -Uп                   +Uп

                                        Uвых
                                                                                                                  Uвых
                                                                                                   +
                                                       Uвых.мах
                                                                                                            -Uп                   0   Uстп        Uсп         Uср
                                                                                        R1                                                                          Uвх


  Uвх   Ucп        Рис10,2                                                                             R2
                                                                  Uвых.мах



                                                 -Uп                             Uвх   Ucп         Рис10,3
                                                                                                                                                        Uзн
                                         U




                   а)                   б)
                   Рис 10. 2.                                                                 а)                                             б)
     Широкое применение в электронной технике получил триггер                                        Рис 10.3.
Шмитта, используемый в качестве формирователя напряжения пря-                     Мультивибраторы предназначены для генерирования периоди-
моугольной формы из напряжения произвольной формой кривой.                   ческой последовательности импульсов напряжения прямоугольной
Преимущество триггера Шмитта как компаратора состоит в том , что             формы. Для получения импульсов прямоугольной формы с крутыми
шумы входного сигнала и не стабильность питания не вызывает ко-              фронтами широко используют ОУ, имеющие положительную об-
лебаний выходного напряжения вблизи точки сравнения, как в одно-             ратную связь.
                               - 47 -                                                                                    - 48 -