Курс лекций по электронике. Курс лекций Курс лекций 1 Введение 4 Полупроводниковые диоды 7
 Скачать 5.23 Mb.
|
5.2.5. Ограничитель сигналаПрименение нелинейных элементов позволяет реализовать нелинейную связь между входным и выходным напряжениями. Обычно это выполняется с помощью инвертирующего включения. Характеристика, связываю- щая входное и выходное напряжения в инвертирующем включении, имеет вид, представленный на рис. 90. При этом tg=Rос/Rвх. Схема, реализующая характеристику без отрицательной ветви, представлена на рис. 91. Ограничение выходного напряжения на заданном уровне может быть выполнено с помощью схемы, представленной на рис. 92. 1. При Uвх>0: если UR2UVD1+UСТ2, то Uвых=UОГР2=UVD1+UСТ2, т.е. напряжение на цепи обратной связи будет постоянным.  2. При Uвх<0: если UR2UVD2+UСТ1, то Uвых=UОГР1=UVD2+UСТ1. Когда UСТ1 не равно UСТ2, уровень ограничения UОГР1 будет не равен уровню ограничения UОГР2 . Отметим, что Uвых всегда равно падению напряжения на сопротивлении обратной связи.  5.2.6. КомпараторыКомпараторы определяют знак входного сигнала. Компараторы являются связующим элементом между аналоговыми и цифровыми схемами. Для реализации компаратора может использоваться операционный усилитель без обвязывающих цепей Zвх, Zос. Характеристика компаратора должна иметь вид, показанный на рис.93. Чтобы из инвертирующего включения получить компаратор, из схемы необходимо убрать Rос. R1 можно закоротить, как показано на рис. 94. Возможно и неинвертирующее включение ОУ (рис. 95).  Выпускаются специализированные микросхемы компараторов: К521СА3, К554СА3, КР597СА2 и др. Специализированные компараторы обладают повышенным быстродействием и имеют цифровой выход 1 и 0. Диаграммы работы компаратора представлены на рис.96. Схема применения компаратора дляширотно-импульсного регулированияСхема представлена на рис. 97. Получение пилообразного входного напряжения показано на рис.98. Диаграммы работы исходной схемы показаны на рис.99. В схеме рис.97 ОУ является компаратором , который сравнивает два сигнала - пилообразный и управляющий. Изменяя величину Uупр можно менять длительность интервалов t1 и t2. При этом период выходного сигнала T изменяться не будет, а соотношение между t1 и t2 будет зависеть от Uупр. Варианты: 1. Uупр=0: t1=0, t2=T, Uвых = Uнас. 2. Uупр=Uпил.max/2: t1=t2=T/2, Uвых.ср.=0. 3. Uупр=Uпил.max : t1=T, t2=0, Uвых =Uнас. Т.о. изменяя величину Uупр от 0 до max можно менять среднее значение выходного напряжения Uвых.ср. от Uнас. до Uнас. Uвых.ср. -это постоянная составляющая выходного сигнала, которая может быть выделена с помощью фильтра. При изменении ширины интервалов t1 и t2 меняется Uвых.ср, поэтому такой способ регулирования среднего значения напряжения называется широтно-импульсное регулирование. Триггер ШмиттаОн является компаратором с зоной нечувствительности. Зона нечувствительности может быть установлена любая желаемая, например, такой величины, чтобы при определении знака входного сигнала не чувствовался уровень помех во входном сигнале. Триггер Шмитта строится на основе компаратора, но добавляется положительная обратная связь. Схема представлена на рис.100. В этой схеме на неинвертирующий вход через делитель R1R2 подана часть выходного напряжения, причем знак напряжения на неинвертирующем входе зависит от знака выходного напряжения. Напряжение на неинвертирующем входе называют опорным Uоп=Uвых/(R1+R2)R2. Диаграммы работы представлены на рис.101. Иногда Uоп называют пороговым напряжением. Т.о., если полезный сигнал содержит уровень помех меньше Uоп, то эти помехи на определение знака не будут сказываться. Знак определяется только гладкой составляющей опорного сигнала. При отсутствии опорного сигнала при переходе входного сигнала через нуль и наличии помех было бы многократное переключение компаратора за счет помех (рис. 102).  |