Цель работы: научить студентов рассчитывать генератор прямоугольных импульсов и пилообразного напряжения на идеализированном ОУ.
Из временн ы х диаграмм на рис. 44 видно, что в схеме мультивибратора формируется напряжение не только прямоугольной формы, но и близкое по форме к пилообразному. Времязадающая RC -цепочка интегрирует прямоугольные импульсы. Замена этой цепочки интегратором на основе ОУ дает возможность получить генератор, на одном выходе которого формируются прямоугольные, а на другом треугольные импульсы напряжения.
Рис. 81
|
Схема генератора для формирования двух видов импульсов показана на рис. 81. Она состоит из неинвертирующего триггера Шмитта, выполненного на ОУ DA1, и интегратора на основе ОУ DA2, который интегрирует постоянное напряжение с выхода триггера Шмита.
Когда выходное напряжение интегратора достигает порога срабатывания триггера Шмита, напряжение на выходе DA1 (U вых1) скачком меняет знак. Напряжение на выходе интегратора начинает изменяться в противоположную сторону, пока не достигнет другого порога срабатывания триггера Шмитта.
Частота формируемого напряжения задается RC -цепочкой и может изменяться в широких пределах. Амплитуда треугольного напряжения U вых2 зависит только от уровня срабатывания триггера Шмитта (U пор)
U пор = U выхОУ max R 1/ R 2,
где U выхОУ max = Е п – (1…2) В, можно определить из характеристики, полученной в работе № 1; Е п – напряжение питания ОУ (рис. 2).
Период импульсов генератора равен удвоенному времени, необходимому для того, чтобы выходное напряжение интегратора изменилось от – U пор до + U пор, т. е.
.
Таким образом, частота сформированного напряжения не зависит от величины напряжения U выхОУ max.
Порядок выполнения работы
1. Выбрать сопротивление резисторов R1, R2, R3 в диапазоне 1…10 кОм. При этом должны выполняться условия: R 1 < R 2. Выбрать емкость конденсатора C, при условии, что C £ 0, 1 мкФ.
2. Получить у преподавателя значение частоты прямоугольного и треугольного напряжений генератора.
3. Рассчитать пороговое напряжение триггера Шмитта. U выхОУ max определить из характеристики, полученной в работе № 1
4. Рассчитать период сопротивление резистораR3. Проверить результаты расчетов с помощью модели генератора (рис. 82). Пример результатов моделирования приведен на рис. 83.
5. Собрать схему генератора (рис. 81).
6. Включить питание стенда и зарисовать осциллограммы напряжений на входах и выходах DA1 и DA2: u вх1(t), u вых1(t), u вых2(t). Отключить питание стенда.
Рис. 81
| 
Рис. 82
|
Содержание отчета
1. Схема исследуемого генератора.
2. Результаты расчетов.
3. Осциллограммы напряжений на входах и выходах DA1 и DA2 – u вх1(t), u вых1(t), u вых2(t).
Приложение 1
