Описание электрической цепи заряд, ток, напряжение, мощность, энергия Электрическим зарядом
 Скачать 2.86 Mb.
|
|
10. ГЕНЕРАТОРЫ СИГНАЛОВ Генераторы радиотехнических сигналов строятся на основе нелинейных электронных элементов (например, транзисторов, интегральных схем) и отличаются разнообразием их формы, частотным диапазоном, мощностью и т.д. Наиболее популярны генераторы гармонических колебаний (рис. 10.1а) и импульсные генераторы, примеры сигналов показаны на рис. 10.1б – рис. 10.1г (T – период повторения).  Рис. 10.1 Схемотехника генераторов весьма разнообразна и определяется предъявляемыми к ним техническими и конструктивными требованиями. Примеры реализации генераторов сигналов рассмотрены в [3]. Простейший импульсный генератор можно построить на базе интегральной схемы, называемой «триггер Шмидта», который представляет собой цифровой электронный элемент (рис. 10.2а), в котором зависимость выходного сигнала от входного имеет гистерезисный вид, показанный на рис. 10.2б. Триггеры Шмидта реализованы в ТТЛ (КР155ТЛ1, КР155ТЛ2) и КМОП (КР661ТЛ1) сериях интегральных схем. Микросхема КР661ТЛ1 (зарубежный аналог CD4093) содержит 4 триггера Шмидта с логикой 2И на входе. Ее внешний вид показан на рис. 10.3а, внутренняя структура – на рис. 10.3б, а таблица истинности – на рис. 10.3в.  Рис. 10.2  Рис. 10.3 При напряжении питания +Udd=10 В пороговые напряжения U1=3,6 В и U2=6 В, а при +Udd=5 В соответственно U1=2,2 В и U2=3 В. На рис. 10.4а показана принципиальная схема генератора прямоугольных импульсов на базе триггера Шмидта, а на рис. 10.4б – ее схемотехническая модель. Для интегральных схем напряжения питания обычно не показываются, так как они подаются в соответствии с техническим описанием, например, в виде рис. 10.3б. На рис. 10.5 показаны результаты моделирования при напряжении питания 5 В, емкости конденсатора  и сопротивлении резистора  , прямоугольный импульсы соответствуют выходному напряжению  , а треугольные – напряжению на емкости . Рис. 10.4  Рис. 10.5 Работа генератора основана на процессах заряда и разряда конденсатора C через резистор R. При включении напряжения питания  (уровень логического нуля на входе триггера Шмидта), напряжение на выходе триггера  (уровень логической единицы) и конденсатор заряжается через резистор R по экспоненциальному закону , до напряжения , как показано на рис. 10.5. Когда напряжение на входе триггера достигает , он переключается, и выходное напряжение становится равным  , а конденсатор разряжается через резистор и напряжение на нем меняется по закону до тех пор, пока не достигнет значения . В этот момент времени триггер переключается в состояние  , конденсатор начинает заряжаться через резистор и процесс колебаний повторяется, как показано на рис. 10.5.Расчет параметров генератора приведен в [3]. |