Аналого-цифровой преобразователь.

Генератор синусоидальных колебаний на операционном усилителе.

Триггер Шмитта

Компаратор

 

Компаратор – это электрическое устройство (усилитель), предназначенное для сравнения двух сигналов, он имеет большой коэффициент усиления.

U_вх(t₁)>0 U_вых>0

U_вх(t₁)<0 U_вых<0

Триггер Шмитта – это компаратор, предназначенный для сравнения двух сигналов и обладающий зоной нечувствительности.

-U₁-U_вх+U_R1+U_оп=0

1)U_вх=U_оп+U_R1-U₁

2)-U_оп –i_R1R₁ – i_R2R₂ +U_вых=0

3) ; i_вх=0; i_R1=i_R2 =

4)U_R1=i_R1R₁=

5)U_вх=U_оп+ - U₁

U_оп =4В

U_вых=U_вых max⁺ (12В)

U_R1= =0.8B

U_R1>0

U_вх=U_оп+ - U₁=4+0.8-U₁

 

При увеличении напряжения U_1, U_вх – уменьшается. Как только за счет увеличения напряжения U₁ входное напряжение станет меньше, чем U_вх⁺ , это приведет к уменьшению напряжения U_R1, к дальнейшему уменьшению входного и выходного напряжений. Этот процесс носит лавинообразный характер и приводит к изменению полярности выходного напряжения.

U_1сраб=U_оп+ =4+0.8=4.8>U_оп

Напряжение U_1сраб>U_оп, так как перед срабатыванием U_вых>0, U_R1>0.

После срабатывания: U_R1= = - 1.6B

Входное напряжение после срабатывания:

U_вх= -U_1ср=-2.4В

U_отп=U_оп+ =4-1.6=2.4В

Перед отпусканием U_вых<0, U_R1<0, поэтому U_R1отп<U_оп

 

 

 

Работу генератора синусоидальных колебаний в начале рассмотрим для случая, когда на вход операционного усилителя А₁ поступает синусоидальное напряжение от внешнего источника.

Операционный усилитель А₁ включен по схеме не инверторного операционного усилителя. Выходное напряжение:U_вых=(1+R₂/R₁)U_1m

Параметры элементов цепочки обратной связи выбраны таким образом, что:

U_c2(t)=U₁(t)=U_1msin( t)

U_c2.1m=U_1m

Если мгновенно переключить S1 в крайнее правое положение, то в схеме будут существовать устойчивые синусоидальные колебания.

Для того, чтобы определить, какие параметры цепочки обратной связи необходимо выбрать воспользуемся символическим методом.

 

 

 

U_c2.1m=

 

 

 

При выбранных соотношениях параметров элементов схемы, напряжение, поданное на не инверторный вход операционного усилителя, усиливается в 3 раза, а с помощью цепочки положительной обратной связи это напряжение уменьшается таким образом, что достигается баланс амплитуд и баланс фаз

U_c2.1m=U_1m;

Условие баланса амплитуд и фаз:

 

Генераторы синусоидальных колебаний применяются в различных измерительных генераторах синусоидального тока.

U_c2.1m=

 

- прецизионный термостабильный источник опорного напряжения

-прецизионные термостабильные резисторы, с помощью которых создаются эталонные меры сравнения от источника опорного напряжения, равные

- аналоговое напряжение, которое необходимо преобразовать в цифровой код

- аналоговые компараторы, с помощью которых сравнивается U1 с эталонными мерами напряжения

-паралелльный регистр памяти, реализованный на D-триггерах, тактируемых положительным фронтом.

1)

2)

3)

При увеличении напряжения U1 сигналы логической единицы последовательно приобретают выходы компараторов и триггеров. Этот сигнал «1» перемещается снизу вверх по всем этим элементам.

Приоритетный шифратор преобразует единичные сигналы на своих входах в восьмиразрядный двоичный код.

Точность преобразования аналогово сигнала в цифровой

Частота синхронизирующих сигналов составляет 10 МГц и выше.