Раздел: Документация
0 ... 55 56 57 58 59 60 61 ... 82 пряжение на выходе интегратора под воздействием UBX>0 уменьшается. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока напряжение на выходе интегратора не достигнет уровня ■—UCTR2/Rz, где [Уст — напряжение стабилизации стабилитрона Д. Далее произойдет лавинообразный переход формирователя в состояние положительного ограничения. Вследствие этого транзистор Т откроется и начнется интегрирование UBX в обратную сторону, так что напряжение на выходе интегратора будет при этом увеличиваться. При возрастании этого напряжения до уровня U01R2/R3 снова сработает формирователь и далее процесс повторится. При указанных на схеме рис. 8-6, б соотношениях резисторов интегратора полупериоды выходных импульсов будут одинаковы по длительности, а частота импульсов равна UBXX х(ад2)/(8С/стс#). Преобразователи напряжения в частоту. Генераторы с управляемой напряжением частотой, обеспечивающие достаточно малую погрешность преобразования (ниже 1—5%), часто называются преобразователями напряжения в частоту (ПНЧ). Управляемый генератор по схеме рис. 8-6, б представляет собой так называемый ПНЧ с переменой направления интегрирования. К его недостаткам следует отнести необходимость применения большого числа точных резисторов и низкое входное сопротивление. Схема ПНЧ, предложенная автором (авторское свидетельство № 599347), показана на рис. 8-7, а. В структуру ПНЧ здесь входит интегратор, построенный на основе ОУ1, компаратор (ОУ2) и бесконтактный переключатель П. Особенностью примененного интегратора является включение цепи, состоящей из резистора R2 и диодов Д1 и Д2, между интегрирующим конденсатором С и выходом ОУ1. Благодаря этому размах пилообразного напряжения Ua на выходе интегратора (точка а на рис. 8-7, а) будет изменяться в зависимости от входного напряжения UBX. Пусть исходно напряжения на выходах интегратора и компаратора отрицательны и переключатель П находится в левом по схеме положении. В этом случае цепь тока, перезаряжающего конденсатор С и равного UBX/Ri, замыкается с выхода ОУ1 через диод Д2 и резистор R2. Вследствие этого срабатывание компаратора произойдет тогда, когда напряжение Ua будет равно •—UBXR2/R\ (рис. 8-7, б). Срабатывая, компаратор переведет переключатель П в правое по схеме положение, и конденсатор С начнет перезаряжаться в обратную сторону под воздействием разности напряжений U0—UBX. Цепь заряда замыкается теперь через диод Д1, а резистор R2 совместно с резистором R3 и источником напряжения U0 определит уровень нового срабатывания компаратора, равный —UoR2/Rs- Таким образом размах напряжения в точке а будет С/р= UqRRz—U3XR2/Ri. m Для линейности характеристики преобразования ПНЧ нужно выполнить равенство R3 = Ri, тогда Up= (U0— UBX)R2/RU Период автоколебаний можно найти следующим образом: TBbSX=UpRiX X C/UBX+ UpRiC/(U0—UBX) = U0R2C/UBX. Соответственно частота на выходе ПНЧ будет пропорциональна входному напряжению: /вых= 1/7,вых = UBX/(U0R2C). В данном случае для построения ПНЧ потребовалось три точных резистора, а входное сопротивление ПНЧ равно входному сопротивлению ОУ1. При рассмотрении диаграммы изменения напряжения Ub (рис. 8-7, б)
 Рис. 8-7. Простейшие преобразователи напряжения в частоту на основе ОУ (а и в) и диаграммы их работы (6 и г) в точке Ь ПНЧ следует иметь в виду, что непосредственно после перехода переключателя П в левое по схеме положение перезаряд конденсатора С может некоторое время происходить через последовательно включенные резисторы R2 и R3. Еще одна схема ПНЧ показана на рис. 8-7, в. Здесь выходное напряжение интегратора через ограничитель, составленный из резистора R2 и стабилитрона Д, воздействует на управляющий вход D-триггера Т (см. § 12-1). На тактовый вход этого триггера подаются тактовые импульсы UT, следующие с опорной частотой /о- Напряжение Ua на выходе интегратора, изменяясь под воздействием входного напряжения £/вх, превысит через некоторое время уровень U\, соответствующий единичному потенциалу для триггера данного типа (рис. 8-7, г). В результате под воздействием ближайшего пришедшего после этого тактового импульса £УТ триггер Т перейдет из состояния «нуль» в состояние «единица» и установит в правое по схеме положение переключатель П. Конденсатор С начнет перезаряжаться в обратную сторону под воздействием разности напряжений Uq—UBX, длительность этого процесса перезаряда, как видно из рис. 8-7, г, будет равна периоду тактовых импульсов Г0=1//о- Исходя из условия равенства нулю начального и конечного значений напряжения Ua за период rBbIX (рис. 8-7, г) UBXX ХГвых/ЧлС) — UoToKRiC) =0, найдем формулу для частоты выходных импульсов ПНЧ: /Вых = l/TBbIX = f0UBX/U0. В данном случае частота не зависит ни от сопротивлений используемых резисторов R1 и R2, ни от емкости конденсатора С, что обеспечивает возможность получения высокой точности преобразования. Выходные импульсы ПНЧ по схеме рис. 8-7, в можно снимать с выхода D-триггера, но они в этом случае будут расставлены неравномерно. Равномерная расстановка выходных импульсов будет достигнута, если ввести в ПНЧ формирователь, вырабатывающий импульсы при переходе снизу через нулевой уровень напряжения на выходе интегратора Входное напряжение для ПНЧ по схеме рис. 8-7, в может изменяться от 0 до 0,5 U0, а выходная частота — от 0 до 0,5 /о- Можно увеличить вдвое верхние граничные значения UBX и fBbiX, если в качестве выходных импульсов ПНЧ использовать тактовые импульсы UT, пропускаемые через ячейку И, на второй вход которой подан сигнал с прямого выхода D-триггера. Однако в этом случае получить равномерную расстановку выходных импульсов не представляется возможным. Мы рассмотрели здесь примеры наиболее перспективных, на наш взгляд, схем ПНЧ. Вообще говоря, в настоящее время разработано большое число различных вариантов ПНЧ, описание которых выходит за рамки настоящей книги. Глава девятая Специальные типы ОУ 9-1. ОУ с токовыми, входами Входными сигналами для рассмотренных в предыдущих главах ОУ являлись сигналы напряжения Вместе с тем существует разновидность ОУ, рассчитанных на токовые входные сигналы Эти ОУ называются токоразностными усилителями нли усилителями Нортона [45] Такие усилители имеют обычно более простую схему, чем у классического ОУ, не нуждаются в двухполярном питающем напряжении и предназначены для применения в устройствах, к точности которых не предъявляется высоких требований. Схема входной цепи токоразностного операционного усилителя (ТОУ) показана на рис 9 I Ток И-входа ОУ течет в базу транзистора 77 и в коллектор транзистора Т2 Ток Н-входа течет в базы Т2, 73 и в коллектор ТЗ. Если приписывать обозначениям токов индексы, соответствующие номерам транзисторов на схеме рис. 9-1, то можем записать »+ = /ба + ба"}- 0 ... 55 56 57 58 59 60 61 ... 82
|
|||||||||||||||
