Генератор колебаний прямоугольной формы

Имеется много типов генераторов нелинейных сигналов, по­строенных на основе ОУ. Схема, показанная на рис. 39, представляет собой простой генератор сигналов прямоугольной формы.

Рис. 39. Генератор сигналов прямоугольной формы.

Стабилитроны, включенные по последовательно-встречной схеме, стабилизируют амплитуду выходного напряжения, ограничивая ее величинами +U_сти – U_ст. Эти пределы ограничения не обязательно должны быть симметричными, хотя обычно они таковы. R_о.си С вместе в усилителем, действующим в качестве компаратора, обеспечивают временные соотношения в схеме. Положительная обратная связь реализуется с помощью делителя напряжения R₃и R₄подклю­чаемого к неинвертирующему входу усилителя. Коэффициент обратной связи

β= R₄ /(R₃ + R₄) при R₁>> R₃ и R₄. (18)

Входные резисторы R₁используются для того, чтобы гаранти­ровать высокое полное входное сопротивление усилителей, снабженных защитой входа при больших дифференциальных сигна­лах. Для того чтобы рассмотреть работу схемы, предположим, что выходной сигнал переключается с отрицательного на поло­жительный. Конденсатор, имеющий отрицательный заряд, на­чинает заряжаться положительно. Когда напряжение конден­сатора достигает напряжения на неинвертирующем входе, ко­торое должно быть равно +U_выхβ = +U_стβ, выход схемы пере­ключается, его напряжение становится отрицательным и цикл повторяется. Период колебаний такого генератора для сим­метричных сигналов прямоугольной формы составляет

τ = 2 R_о.сС 1n[(1 + β)/(1–β)]. (19)

Если β = 0,473, тогда

τ = R_о.с С и f = 1/ τ = 1/ R_о.сС (19 а)

Максимальная частота, с которой может работать эта схема, ограничивается скоростью нарастания выходного напряжения ОУ. Стабильность частоты зависит в первую очередь от ста­бильности стабилитронов и конденсатора. Резистор R₅служит для ограничения тока, протекающего через стабилитроны.