Курс лекций по электронике. Курс лекций Курс лекций 1 Введение 4 Полупроводниковые диоды 7

• Название: Курс лекций Курс лекций 1 Введение 4 Полупроводниковые диоды 7
• Анкор: Курс лекций по электронике.doc
• Дата: 16.05.2017
• Размер: 5.23 Mb.
• Имя файла: Курс лекций по электронике.doc
• Тип: Курс лекций; #7720
• страница: 15 из 27

Схема мультивибратора

Мультивибратор является автоколебательной схемой. Выход мультивибратора изменяет свое состояние на противоположное за счет действия времязадающей RC цепи. Составной частью мультивибратора (рис. 103а) является схема триггера Шмитта. При изображении мультивибратора к триггеру Шмитта добавляют времязадающую RC цепь, которая действует на инвертирующий вход ОУ вместо источника внешнего входного сигнала.



Будем рассматривать работу мультивибратора с момента подачи питания в схему. При подаче питания выход примет значение Uнас или Uнас (рис. 104б). В первый момент конденсатор С разряжен и напряжение между входами равно Uоп. При установке в исходное состояние конденсатор С начинает заряжаться.



Между входами ОУ напряжение UопUс, т.к. UопUс, то Uоп определяет выход ОУ. Когда Uс достигнет Uоп, произойдет переключение ОУ на противоположное. В момент равенства этих напряжений ОУ начинает работать в соответствии с его свойствами. Т.к. при этом напряжение между входами близко к нулю и меняет знак на противоположный, то и выходное напряжение меняется на противоположное. При изменении знака выходного напряжения меняется знак опорного и конденсатор начинает перезаряжаться по пунктирной стрелке. Когда положительное напряжение на конденсаторе сравнивается с положительным опорным (момент времени t2), выходное напряжение ОУ изменится на противоположное.

При включении схемы интервал (0-t1) короче, чем последующие интервалы. Для установившегося режима:

t1=t2=t3=...; T=t1+t3R3C1; f=1/T.

5.2.7. Активные фильтры

Фильтры применяются для выделения постоянной составляющей в изменяющемся от времени сигнале. Фильтрация требуется, например, для выходного напряжения выпрямителей, выходного напряжения широтно-импульсного регулятора.

Фильтры первого порядка

Схема представлена на рис. 104. Uвых(р)/Uвх(р) -передаточная функция. ОУ работает в линейном режиме (все свойства действуют). Исходные уравнения:

Uвых(р)/Uвх(р)=Zос/Zвх;

Zос=(R2(1/pС))/(R2+1/pС)=R2/(pR2C+1); Zвх=R1.

Тогда

Uвых/Uвх=R2/R1/(pR2C+1).

Если рd/dt, то UвыхрСR2+Uвых=(R2/R1)Uвх. Решение этого дифференциального уравнения ищется в виде экспоненты.

Фазовращатель

Схема, обеспечивающая идеальный фазовый сдвиг, должна передавать сигнал, не изменяя его амплитуду, но сдвигая его фазу на определенный заданный угол.

Схема:



Рис. 2.26
На выход фазовращателя подан синусоидальный сигнал U_вх частотой 1 кГц и амплитудой 1 В.

Сигнал на выходе U_вых имеет ту же частоту и амплитуду, что и входной сигнал, но запаздывает относительно U_вх на 90^o.

В общем виде выражение для выходного напряжения схемы фазовращателя имеет вид.

,

где - фазовый угол.

В фазовращателе резисторы R₁= R₂= R.

Фазовый угол зависит только от R_вх и С_вх и от частоты F входного сигнала U_вх. Они связаны следующими соотношениями:

, (*)

где - измеряется в градусах, F - в герцах, R - в омах, С - в фарадах.

Из уравнения (*) следует, что = -90^o градусов тогда, когда R_вх равно реактивному сопротивлению С_вх, т.е.



При изменении R_вх от 1 до 100 кОм изменяется приблизительно от -12 до -168^o. Таким образом, фазовращатель может сдвигать угол в диапазоне до 180^o. Если R_вхи С_вх в схеме поменять местами, то фазовый угол будет положительный.