Звоните! 
 (926)274-88-54 
 Бесплатная доставка. 
 Бесплатная сборка. 
Ассортимент тканей

График работы:
Ежедневно. С 8-00 до 20-00.
Почта: soft_hous@mail.ru
Читальный зал -->  Полупроводниковая схемотехнология 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 [ 99 ] 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168

Таким образом, в рассмотренном примере эта величина составляет около 1/900. Чтобы обеспечить выполнение условия баланса амплитуд, необходимо скомпенсировать это затухание за счет усиления усилителя. На рис. 18.21 показана схема генератора с мостом Вина-Робинсона.

Если усилитель имеет дифференциальный коэффициент усиления Лр, то для выполнения условия баланса амплитуд Ud = 1 необходимо для величины е выбрать значение.

s = 9k = 9JAd.

Если 8 окажется несколько больше, то амплитуда колебаний начнет нарастать до тех пор, пока усилитель не выйдет в область насыщения. Если величина е окажется слишком малой или даже отрицательной, то генератор не возбудится. Однако невозможно подобрать величины сопротивлений R, и RJ{2 + 8) с такой точностью, чтобы обеспечить стабильность амплитуды сигнала, поэтому эти величины необходимо автоматически регулировать в зависимости от амплитуды выходного сигнала. Для этого в схеме на рис. 18.21 используется полевой транзистор Т. Как было показано в разд. 5.7, сопротивление канала Rs полевого транзистора для достаточно малых величин Us зависит только от величины управляюшего напряжения Ugs. Часть напряжения l/jy подается на резистор Ri- Последовательное соединение сопротивлений Rs и 2 должно дать величину сопротивления, равную i/(2-l-8). Минимальное значение, которое может принять сопротивление канала Rs, равное Dsотер- Следовательно, величина Ri долж-

на выбираться меньшей, чем

/21 OSoTKp-

Если включить генератор питания, то вначале Ко = О и = Roso-nr выполнении условия выбора величины Ri сопротивление последовательной цепи Ri и Rs будет меньше чем v2i- При этом на резонансной частоте выходное напряжение моста Вина будет иметь достаточно большую величину, возникнет генерация и aMf плитуда колебаний начнет возрастать. Выходное напряжение генератора выпрям; ляется схемой удвоения напряжения на диодах Dl и Di. Потенциал затвора транзистора становится отрицательным, и величина Rs увеличивается. Амплитуда выходного сигнала будет нарастать до тех пор, пока не будет выполнено условие

Rds + 2

2 + е

2 + (9 1о)

Коэффициент нелинейных искажений выходного напряжения генератора в значительной степени зависит от линейности выходных характеристик полевого транзистора. Как было показано в разд. 5.7, она может быть значительно повышена, если часть напряжения сток-исток транзистора суммировать с напряжением на затворе. Для этого в схеме служат резисторы R и Я4. Конденсатор С3 предназначен ддцг того, чтобы через JV-вход усилителя не протекала постоянная составляющая тока, которая может привести к смещению нуля выходного напряжения. Обычно выбирают Яз 5; R. Точной подстройкой величины сопротивления R3 коэффициент нелинейных

Рис. 18.21. Схема простого генератора с мостом Вина-Робинсона.

Реэонансная частота / = 1/2яКС.




искажений можно снизить до минимума. Практически достижимая величина этого коэффициента составляет около 0,1%.

Если в качестве R поставить переменные резисторы, то резонансную частоту схемы можно плавно изменять. Чем хуже обеспечивается идентичность угловых характеристик переменных резисторов R, тем эффективнее должна быть схема автоматического регулирования амплитуды выходного сигнала. Максимальная величина сопротивления R должна выбираться такой, чтобы падение напряжения на нем при входном токе покоя операционного усилителя было незначительным; в противном случае может произойти смещение рабочей точки усилителя. Для обеспечения возможности регулирования частоты в пределах 1:10 последовательно с переменным резистором R нужно включить постоянный резистор с сопротивлением Я/10. Если дополнительно осуществить переключение величин конденсатора С, то такая схема может перекрыть диапазон частот от 10 Гц до 1 МГц. Чтобы при этом даже на самых низких частотах автоматическая регулировка амплитуды не вносила искажений, необходимо постоянные времени заряда и разряда конденсатора ijCj и ЯСг устанавливать по крайней мере в 10 раз большими, чем максимальный период колебаний генератора.

Установившаяся амплитуда выходного напряжения зависит от параметров полевого транзистора Т. Стабильность амплитуды не может быть особенно высокой, так как, для того чтобы получить требуемое изменение сопротивления канала полевого транзистора Г, необходимо наличие

определенного изменения амплитуды выходного напряжения. Этот недостаток схемы можно устранить, если ввести промежуточный каскад усиления управляющего напряжения полевого транзистора. Схема такого генератора представлена на рис. 18.22.

С выхода выпрямительной схемы абсолютная величина выходного переменного напряжения генератора поступает на схему модифицированного пропорционально-интегрирующего регулятора, выполненного на операционном усилителе ОУ 2. Схема такого регулятора, приведенная на рис. 26.7, будет рассмотрена в последующих разделах. Регулятор устанавливает напряжение на затворе полевого транзистора Г таким, чтобы среднее значение входного напряжения на усилителе ОУ 2 равнялось нулю. При этом среднее значение выходного напряжения {/ равняется опорному

напряжению 1/опорн- Постоянная времени пропорционально-интегрирующего регулятора должна быть достаточно велика по сравнению с периодом колебаний, так как в противном случае коэффициент усиления его будет изменяться в течение периода отдельного колебания, что приведет к заметным искажениям выходного сигнала. Поэтому рекомендуется несколько изменить схему регулятора, подключив параллельно резистору R конденсатор, который даже на самой низкой рабочей частоте генератора дополнительно шунтирует падение напряжения на резисторе Re- Только тогда точка перегиба амплитудно-частотной характеристики регулятора окажется ниже диапазона рабочих частот.

Выпрямитель


Рис. 18.22. Генератор Вина-Робинсона с прецизионной стабилизацией амплитуды выходного сигнала.

Амплитуда сигнала U, = - опорн-



18.3.2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО УРАВНЕНИЯ СИНУСОИДАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ

Низкочастотные синусоидальные колебания могут быть также получены путем моделирования дифференциального уравнения синусоидальных колебаний с помощью операционных усилителей. Согласно изложенному в разд. 18.1.1, это уравнение имеет следующий вид:

+ 2yt/ + шС/ = 0. (18.11) Его рещение записывается как

Vait) = t/.e-sin(l/a)-70.(18.12)

Поскольку на операционных усилителях операция интегрирования моделируется лучше, чем операция дифференцирования, преобразуем дифференциальное уравнение, дважды интегрируя его:

Полученное новое дифференциальное уравнение уже может быть промоделировано при помощи двух интегрирующих и одного инвертирующего усилителя. Существует множество вариантов практической реализации схемы, моделирующей такое уравнение. Один из таких вариантов, особенно подходящий для схемной реализации генератора, представлен на рис. 18.23. Затухание выходного сигнала в такой цепи составляет у = - а./2ШС, а резонансная частота /о = \/2nRC. Согласно формуле (18.12), выходное напряжение такой схемы генератора описывается выражением

= U e*° sin[/l - (аV400) (t/RC)],

- . (18.13)

из которого видно, что величина затухания выходного напряжения определяется параметром а. Если движок потенциометра Р установить в крайнее правое по схеме положение, то а = 1. Если его установить в крайнее левое положение, то a.U = U2 = - U, что соответствует а = - 1. При среднем положении движка потенциометра а = 0.

Таким образом, коэффициент затухания можно изменять в широких пределах как в положительной, так и в отрицательной области значений. При а = 1 амплитуда выходного напряжения через 20 периодов колебаний возрастет в е раз, а при а = - 1 уменьшится в е раз. При а = О схема будет генерировать незатухающие колебания. Это, однако, справедливо только для идеального случая. Практически же при а = О амплитуда выходных колебаний будет медленно затухать, а для того, чтобы получить незатухающие колебания, величина а должна иметь небольшое положительное значение. Схема такого генератора чувствительна к неточности установки величины а, поэтому амплитуда выходного сигнала не может достаточно долгое время оставаться постоянной. Чтобы достичь этого, требуется ввести в схему устройство автоматического регулирования амплитуды. Как и в схеме генератора Вина-Робинсона на рис. 18.22, амплитуда выходного сигнала измеряется с помошью выпрямительной схемы и величина а регулируется в зависимости от разности этой амплитуды и величины опорного напряжения. Как уже было показано, постоянная времени регулятора должна быть выбрана достаточно большой по сравнению с периодом генерируемых колебаний, чтобы не вызвать искажений выходного сигнала. Для частот ниже 10 Гц выполнить это условие достаточно сложно.

Трудность выполнения указанного условия состоит в том, что для измерения амплитуды колебаний необходимбремя, равное по крайней мере периоду колебаний. Это не требуется, если иметь возможность определить амплитуду в любой момент времени. Такая возможность может быть реализована для схемы на рис. 18.23. В случае незатухающих колебаний выходное напряжение схемы определяется формулой

Ug = t/aSinoJot,

Амплитуду выходного напряжения можно определить в любой момент времени, если



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 [ 99 ] 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168



ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.


Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы
.