Электронный генератор импульсных колебаний.

 

Импульсные колебания обычно получают с помощью RC- генератора. На рис. 10.20 . приведена схема импульсного генератора с положительной и отрицательной обратными связями.

 

Рис.10.20. Схема импульсного генератора (мультивибратора).

 

Принцип действия генератора основан на том, что вследствие перезаряда конденсатора изменяется входное напряжение операционного усилителя, усилитель переходит из одного насыщенного состояний +U_{вых, макс} в другое -U_{вых, макс} (рис. 10.21).

При включении источника питания напряжение на конденсаторе u_C равно нулю и поэтому потенциал инвертирующего входа равен нулю. Напряжение на неинвертирующем входе равно U_{вх,неинв}=βu_вых >0, где β=R₁/(R₁+R_ос) –коэффициент положительной обратной связи. Напряжение на входе ОУ U_вх =(U_{вх,неинв} - U_вх,инв) положительное. Поэтому u_вых =E_пит., т.е. ОУ находится в насыщении. Конденсатор начнет заряжаться к этому напряжению через резистор R₂. Как только напряжение на конденсаторе достигнет значения U_{вх,неинв} и немного превысит его, напряжение на входе ОУ U_вх =(U_{вх,неинв} - U_вх,инв) поменяет знак. Напряжение на выходе ОУ скачком изменит полярность и достигнет значения (-E_пит). Теперь конденсатор начнет перезаряжаться на напряжение другой полярности. Процесс перезаряда и переключения ОУ в другое насыщенное состояние конденсатора будет периодически повторяться и установятся периодические колебания.

 

Рис.10.21. Осциллограммы напряжений мультивибратора.

Пример практической реализации мультивибратора приведен на рис. 10.22

 

Рис.10.22. demo10_9. Мультивибратор на ОУ.

 

Осциллограммы на рис.10.22 в начальный интервал времени несколько отличаются от кривых на рис.10.21 из-за того, что после включения питания ОУ не успевает дойти до насыщения. Красная кривая- напряжение на конденсаторе (узел 5), левая - напряжение на выходе (узел 6).

Период повторения импульсной последовательности мультивибратора

Амплитуда импульсов U_выхm = U_{вых,макс} , т.е. определяется свойствами операционного усилителя при номинальном напряжении источников питания.

Импульсные генераторы широко используются в цифровой технике.