Генераторы прямоугольных импульсов

Для получения прямоугольных импульсов с крутыми фронтами применяют релаксационные генераторы, которые могут работать в автоколебательном, ждущим и синхронизированном режимах.

В автоколебательном режиме генераторы непрерывно формируют импульсные сигналы без внешнего воздействия. В ждущем режиме генераторы формируют импульсный сигнал лишь по приходу внешнего (запускающего) сигнала. В режиме синхронизации генераторы вырабатывают импульсы напряжения, частота которых равна или кратна частоте синхронизирующего сигнала.

По физическим принципам генерации различают мультивибраторы и блокин-генераторы.

Обычно в мультивибраторах используют транзисторы, операционные усилители или логические элементы. Классический симметричный мультивибратор на операционном усилителе изображен на рис. 29. С помощью резисторов R₁ и R₂ введена положительная обратная связь. Работает данный мультивибратор просто: допустим, что когда впервые прикладывается напряжение питания, выходной сигнал операционного усилителя выходит на положительное насыщение +U_НАС (каким образом это произойдет – неважно). Конденсатор начинает заряжаться до напряжения +U_НАС с постоянной времени равной RC. Однако, когда напряжение на конденсаторе достигнет напряжения на неинвертирующем входе (определяемого резисторами R₁, R₂), операционный усилитель быстро переключается в состояние отрицательного насыщения –U_НАС и конденсатор начнет разряжаться (и перезаряжаться) до напряжение –U_НАС с той же постоянной времени. Далее процессы повторяются. Период следования импульсов определяется выражением .

На рис. 30 приведена схема несимметричного мультивибратора. Благодаря диодам схема имеет неодинаковые постоянные времени времязадающих цепей и длительность импульса отличается от промежутка времени между ними.

Для получения мощных прямоугольных импульсов малой длительности (от долей микросекунды до долей миллисекунды) и скважностью до нескольких десятков тысяч используют блокин-генераторы (схемы которых описаны в учебной и радиотехнической литературе). Основным элементов таких генераторов является импульсный трансформатор.

Генераторы линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН)

Линейно изменяющееся напряжение (ЛИН) часто называют пилообразным. Оно применяется, в частности, для создания развертки по экрану электронно-лучевых приборов.

ЛИН (рис. 31) характеризуется максимальным значением U_m, длительностью рабочего хода t_Р, временем обратного хода t₀ и коэффициентом нелинейности , где U'(0), U'(t_P) – скорости изменения напряжения во времени (производные) соответственно в начале и в конце рабочего участка.

Все ГЛИН можно разделить на три типа:

а) с интегрирующей RC-цепочкой, в которых используется близкий к линейному начальный участок экспоненциальной характеристики заряда конденсатора через резистор;

б) с токостабилизирующим элементом (конденсатор заряжается постоянным зарядным током);

в) с компенсирующей обратной связью.

Особо точные пилообразные напряжения формируют цифровым методом.