ГЕНЕРАТОР ТРЕУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ

Схема генератора, представленная на рис. 35, позво­ляет получать треугольные импульсы со стабильной амп­литудой и перестраиваемой частотой повторения. Генера тор состоит из интегратора (времязадающий элемент), выполненного на операционном усилителе А2, и нуль-компаратора с гистерезисом (элемент сброса), выпол­ненного на ОУ A1.

Рис. 35. Генератор треугольных импульсов

 

Схема такого нуль-компаратора обеспечивает широ­кую мертвую зону (гистерезис) за счет глубокой поло­жительной обратной связи, охватывающей ОУ А2, це­почкой R2—R4. Когда выходной сигнал этого операцион­ного усилителя находится на одном из уровней насыщения (положительном или отрицательном), цепь положитель­ной обратной связи передает на неинвертнрующий вход ОУ сигнал, соответствующий уровню ограничения па стабилитронах V5, V6, деленному на коэффициент пе­редачи цепи положительной обратной связи. Чтобы из­менить зафиксированное состояние операционного усили­теля, на его неинвертирующий вход необходимо подать напряжение противоположной полярности, превышающее противоположное состояние (полярность сигнала поло­жительной обратной связи на неинвертирующем входе ОУ А1 также изменится).

Рассмотрим работу генератора подробней. Если в какой-то момент времени выходное напряжение ОУ At

имеет положительную полярность, входной ток/i инте­гратора (операционный усилитель А2) определяется уровнем ограничения ограничителя, выполненного на ста­билитронах V5, V6, и сопротивлением резисторов R10 и R13. На выходе интегратора формируется линейно-спа­дающее напряжение, уменьшающееся со скоростью

 

Это напряжение через цепь R4_t R2, R3 поступает на неинвертнрующий вход операционного усилителя А1. В то время, когда напряжение на неинвертирующем вхо­де нуль-компаратора, определяемое уровнем ограниче­ния ограничителя, уровнем выходного сигнала интегра­тора и соотношением сопротивлений резисторов R2, R3 и R4, упадет ниже нулевого уровня, выходное напряже­ние нуль-компаратора станет отрицательным и на вход интегратора поступит также отрицательное напряжение с ограничителя. Входной ток интегратора /^ изменит свое направление и на его выходе будет формироваться

линейно-нарастающее напряжение со скоростью

до тех пор, пока напряжение на неинвертирующем входе ОУ А1 вновь не достигнет нулевого уровня. Далее цик­лы повторяются.

Амплитуда треугольных импульсов на выходе генера­тора регулируется резистором R2 и определяется нап­ряжением ограничителя V5, V6 и соотношением сопро­тивлений резисторов R2, R3 и R4:

 

Длительность нарастания (спада) выходного треу­гольного напряжения определяется соотношением сопро­тивлений резисторов R2, R3 и R4 и постоянной времени интегратора

 

Как видно, амплитуда и длительность выходных тре­угольных импульсов зависят от одного и того же фак­тора — соотношения сопротивлений резисторов R2, R3 и R4. Но в выражении, определяющем длительность вы­ходных импульсов, присутствует еще одна переменная величина — постоянная времени интегратора. Поэтому сначала устанавливают необходимую амплитуду выход­ного сигнала jw, а затем — необходимую длительность треугольных импульсов Т.

С помощью регулировки «Симметрия» можно менять соотношение между скоростями (длительностями) линей­но-нарастающего и линейно-спадающего напряжений ге­нератора треугольных импульсов.

На выходе нуль-компаратора включен двухтактный эмиттерный повторитель (транзисторы V3, V4) для то­го, чтобы ОУ А1 не перегружался по выходному току. Диоды VI, V2 задают смещение на базы транзисторов V3, V4 соответственно. Включение двухтактного эмиттер-ного повторителя на выходе ОУ А1 позволяет снимать прямоугольные импульсы постоянной амплитуды с огра­ничителя и увеличивает быстродействие генератора.

Схема генератора треугольных импульсов дает воз­можность получать выходные импульсы амплитудой 10 В при длительностях импульсов от 60 мке до 12 мс и амплитудой 0,8 В при длительностях импульсов от 10 икс до 1 мс.

С помощью регулировки «.Симметрия* выходные не­симметричные пилообразные импульсы могут иметь бо­лее широкий диапазон длительностей, минимальная ве­личина которых ограничивается быстродействием нуль-компаратора с ограничителем.