ПРИМЕНЕНИЕ ОУ В ГЕНЕРАТОРАХ СИГНАЛОВ

 

ГЕНЕРАТОР ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ

Схема простого генератора прямоугольных импуль­сов на одном операционном усилителе представлена на рис. 34. Положительная обратная связь создается по­дачей части выходного напряжения на неинвертирующий вход операционного усилителя через делитель R1—R3.

 

• Рис. 34. Генератор прямоугольных импульсов

Элементы R4—R6 и С1 образуют интегрирующую цепоч^-ку и определяют частоту генерации. Сам операционный усилитель выполняет функцию сравнения напряжений положительной и отрицательной обратных связей на его

входах.

Допустим, что напряжение на выходе ОУ в предшест­вующий момент было отрицательным, а напряжение на конденсаторе С/ только что достигло значения на неинвертирующем входе равного

Когда нап­ряжение на конденсаторе С/ станет меньше этого значе­ния, операционный усилитель скачком изменит выходное напряжение с отрицательного уровня па положительный. На неинвертирующем входе будет присутствовать на­пряжение также положительной полярности, равное

Конденсатор С1 начнет перезаряжаться током, равным

 

с уровня

ДО уровня

Когда же напряжение на конденсаторе достигнет уровня напряжения на неинверти-рующем входе ОУ, его выходное напряжение вновь из­менит знак и цикл повторится.

Длительность прямоугольных импульсов определяет­ся глубиной положительной обратной связи, постоянной времени времязадающей цепочки и уровнями выходных напряжений операционного усилителя и определяется выражениями:

 

где t —длительность импульсов положительной поляр­ности;

t~— длительность импульсов отрицательной поляр­ности.

Частота повторения импульсов в данной схеме регу­лируется при помощи потенциометра R2, который изме­няет глубину положительной обратной связи и соответ­ственно уровень сравнения сигналов на входах опера­ционного усилителя.

При помощи потенциометра R5 регулируется скваж­ность импульсов. Диоды VI и V2 разделяют цепи прохождения токов заряда конденсатора С/ при поло­жительном и отрицательном выходных напряжениях опе­рационного усилителя.

При указанных номиналах элементов схемы генера­тор вырабатывает прямоугольные импульсы амплитудой ±7,5 В (уровень насыщения ОУ) с частотой от 150 до 1500 Гц. При изменении емкости конденсатора С1 до 0,01 мкФ частота генератора изменяется в пределах от 1500 до 15 000 Гц.

Недостатком схемы является то, что длительность и частота импульсов зависят от уровня насыщения ОУ. Этот недостаток можно устранить, если включить на вы­ход ОУ ограничитель из двух встречно включенных ста­билитронов. При этом необходимо ограничить выходной ток ОУ, который не должен превышать максимально до­пустимого для применяемого типа ОУ. Это ограничение достигается резистором, включенным последовательно с выходом ОУ.