Импульсные устройства. Тема 3.4

1. ЭЛЕКТРОНИКА Тема 3.4. Импульсные устройства (2 час) (структурные схемы импульсных устройств; режимы усиления мощности;

ЭЛЕКТРОНИКА
ТЕМА 3.4. ИМПУЛЬСНЫЕ УСТРОЙСТВА (2 ЧАС)
(СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ ИМПУЛЬСНЫХ УСТРОЙСТВ;
РЕЖИМЫ УСИЛЕНИЯ МОЩНОСТИ;
ТРАНЗИСТОРНЫЙ КЛЮЧ; ФОРМИРОВАТЕЛИ
ИМПУЛЬСОВ; ОГРАНИЧИТЕЛИ УРОВНЯ;
КОМПАРАТОРЫ; ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ
АВТОГЕНЕРАТОРОВ; РЕАЛИЗАЦИЯ LC- И RCГЕНЕРАТОРОВ; ДЕМОНСТРАЦИЯ СХЕМ И
ВЫХОДНЫХ СИГНАЛОВ ГЕНЕРАТОРОВ ИМПУЛЬСОВ
ПРЯМОУГОЛЬНОЙ, ТРЕУГОЛЬНОЙ И
ПИЛООБРАЗНОЙ ФОРМ)
Королев Владимир Александрович
Курс – 2э

2.

Импульсными сигналами называются электрические
колебания, существующие в пределах конечного
отрезка времени. Электронные узлы (устройства)
функционируют в импульсном режиме, при котором
кратковременная работа устройства чередуется с
паузой.
В импульсной технике используются кратковременные, прерывистые
электрические колебания. Импульсная техника служит, в частности,
базой радиолокации, радионавигации, телевидения, многоканальной
связи. На основе импульсной техники созданы современные ЭВМ.
К импульсным устройствам относят функциональные узлы,
предназначенные для формирования импульсных сигналов
требуемой формы и выполнения над ними различных
операций и преобразований (интегрирования,
дифференцирования, задержки по времени, изменения
формы, длительности, селекции по амплитуде и т. п.).

3.

Преимущества устройств, работающих в импульсном режиме, по
сравнению с устройствами непрерывного действия:
в импульсном режиме достигается большая мощность в импульсе
при малом значении потребляемой средней мощности устройства;
меньшее влияние разброса параметров полупроводниковых
элементов и температуры, так как они работают в ключевом режиме
(включение — выключение);
большая пропускная способность передачи информации и лучшая
помехоустойчивость (меньшее искажение информации);
удобство разработки сложных устройств на основе нескольких
однотипных элементов, получаемых методами интегральной
технологии.

4.

В импульсных устройствах используются следующие виды
электрических сигналов:
импульсы;
перепады напряжения (тока).
Электрический импульс — отклонение напряжения (тока) от
первоначального значения в течение короткого промежутка
времени, соизмеряемого с длительностью переходных
процессов в импульсном устройстве. При этом предполагается
автовозврат в исходное состояние.
Перепад напряжения (тока) — переход на другой уровень.
Возврат в исходное состояние происходит только после подачи
дополнительного сигнала.

5.

Идеальный импульс прямоугольной формы (рис. 4.1)
имеет следующие участки: ab — фронт (нарастание) импульса; cd —
срез импульса; bс — вершина; ad — основание импульса.
Параметры импульса: Um — амплитуда; tu — длительность импульса; tф = 0 — дли
тельность фронта; tс = 0 — длительность среза импульса.
Идеальный импульс трапецеидальной формы (рис. 4.2)
имеет tф 0 и tc 0. Длительность импульса tи измеряют или
на уровне 0,1Um от основания, или на уровне 0,5Um.

6.

В периодических последовательностях
прямоугольных импульсов (рис. а) импульсы
повторяются через равные промежутки
времени, называемые периодом Т, а разность
tn =T −t — паузой. Отношение периода Т к
длительности импульса tи (рис. а)
наз. скважностью импульсов, а отношение tи
к периоду Т:
— коэффициентом
заполнения.
В меандре (рис. б) положительные
прямоугольные импульсы чередуются с
отрицательными импульсами.

7.

Параметры реального импульса определяют следующим образом: время
фронта tф равно времени нарастания импульса от уровня, равного 0,1Um, до
момента, когда уровень достигнет значения 0,9Um, а время среза tc равно времени
спада импульса от уровня 0,9Um до уровня 0,1Um.
На вершине bc импульса наблюдается выброс b1 и завал U вершины, а на основа
нии — выброс b2 после выключения устройства. Длительность импульса tи
измеряют между значениями 0,1Um его нарастания и спада.
перепады импульсов:
положительный (рис. а)
и отрицательный (рис.,
б), где Um — разность
уровней.

8.

Простейшими формирователями импульсов могут служить RL и
RCцепи. В элементах L и C энергия не может изменяться
скачком, поэтому при приложении к входу RCцепи, например,
прямоугольного импульса (рис. 4.6, б и рис. 4.7, б) имеют место
переходные процессы изменения накопленной или
накапливаемой энергии, а форма выходного напряжения uвых на
элементах R и C цепи зависит как от постоянной времени = RC цепи
(рис. 4.6, в, г и рис. 4.7, в, г), так и от длительности tи импульса.
При малой постоянной времени
τ<< tи (рис. 4.7, в) цепи выходной
сигнал приближается к
прямоугольной форме, а при τ >>
tи получают практически линейно
нарастающее напряжение u U t/τ
= в интервале от 0 до tи. По
окончании времени импульса
напряжение медленно спадает
до нуля по закону

9.

Ограничители уровня изменяют амплитуду входного Uвх напряжения
до порогового уровня, на котором Uвых практически не изменяется. На
рис. изображены простейшие двухсторонние ограничители уровней синусоидального напряжения uвх, выполненные на диодах
VD1 и VD2 и источниках постоянного тока c ЭДС E1 и Е2 (рис. а), или на стабилитронах VC1 и VC2 (рис. в). При этом ЭДС
источников E1 и Е2 могут быть одинаковыми или различными, как и напряжения стабилитронов Ucт1 и Ucт1 для получения
различных уровней напряжения uвых в полупериодах.

10.

Ключевое устройство (ключ) служит для переключения цепей нагрузки под
воздействием внешних управляющих сигналов и работает в двух режимах:
включенном или выключенном.
В качестве ключей могут использоваться механические выключатели,
электромагнитные реле и электронные на транзисторе, диодах и других
электронных устройствах.
Если механический выключатель S (рис. а) замкнут, то его сопротивление Rs = 0 и
напряжение uвых = 0 (рис. б). Если ключ S разомкнут (в течение интервала времени t1
— t2), то его сопротивление Rs = , а выходное напряжение равно напряжению
питания, т. е. uвых = Un.
В транзисторном ключе (рис. в) при отсутствии сигнала на входе uвх транзистор VT
закрыт (режим отсечки, см. точку b на пересечении линии нагрузки ( I K.max = Un / R , Un
на рис. д) с выходной характеристикой iK(uK) транзистора VT при IБ = 0). При этом
напряжение на коллекторе
u = Un −U nор≈ Un , где Uпор — пороговое напряжение отпирания транзистора (рис. г).
Уровень входного сигнала Uвх1 должен быть таким, чтобы ток базы
i =U 1 / R обеспечил полное открытие транзистора VT (см. точку а на рис. д),
т. е. транзистор должен работать в режиме насыщения.
Тогда напряжение u ≈Un − RK iK =UK, ≈ 0, так как сопротивление коллектор — эмиттер в
режиме насыщения невелико.
На рис. 4.10 приведены упрощенные временные диаграммы входного uвх и выход
ного uвых напряжений при одиночном импульсе на входе (рис. а) и при подаче
последовательности прямоугольных импульсов (рис. б). При uвх < Uпор транзистор VT
закрыт (uвых Un), а при uвх > Uвх1, uвых = UКО, где UКО — напряжение на открытом

11.

12.

В реальном электронном ключе при открытом и закрытом состояниях
сопротивления имеют конечные значения, а также наблюдается промежуток
времени как при спаде, так и при нарастании напряжения uвых, что ограничивает
частоту f = 1/T переключения ключа
принцип работы транзисторного ключа заключается в его открытии входным
сигналом uвх (в переводе транзистора в режим насыщения) или в его закрытии
(в переводе в режим отсечки) и в формировании перепада напряжения Um (от уровня
напряжения Un до уровня UКО).
В качестве ключей в ключевых устройствах применяют как биполярные, так и МДП
транзисторы, работающие в режиме большого входного сигнала.

13.

Триггер — электронная схема, имеющая два устойчивых
состояния; переходы из одного состояния в другое и обратно
совершаются под действием специальных запускающих
импульсов. Простейшая схема триггера на биполярных транзисторах с внешним
смещением EБ приведена на рис. 4.11, а.
Триггер можно рассматривать как двухэлементный усилитель постоянного тока (с
резистивной связью), охваченный положительной обратной связью (R1C1 и R2C2) по
напряжению между коллекторами и базами транзисторов VT1 и VT2. Обязательное
условие работы триггера: если один транзистор открыт (т. е. находится в режиме
насыщения), то другой в это время должен быть закрыт (т. е. находиться в режиме
отсечки). Форсирующие конденсаторы C1 и С2 используют для ускорения процессов
переключения транзисторов.
Пусть при t = 0 транзистор VT1 открыт, а
транзистор VT2 закрыт. При этом
напряжение на базе VT2
для надежного его закрытия должно
быть больше нуля (рис. б). В этом
состоянии триггер будет находиться
до подачи на вход S импульса +uвх2 .

14.

В это время ток iБ1 уменьшается и транзистор VT1
выходит из режима насыщения,
его коллектор становится более отрицательным,
и на выходе - устанавливается сигнал U1 = −Un.
Положительная обратная связь (ПОС)
развивается лавинообразно, открывается
транзистор VT2, т. е. триггер "опрокидывается"
(переключается); на выходе Q устанавливается
напряжение UКО (рис. 4.11, б).
В процессе "опрокидывания" триггера
конденсатор С1 заряжается, и его зарядный
ток увеличивает ток базы транзистора VT2,
ускоряя установление на его коллекторе
напряжения UKО.
Если при t = t2 подан на вход R импульс +uвх1, то
происходит вновь "опрокидывание" триггера: на
выходе - устанавливается напряжение UК1 = UКО и т.
д.

15.

• Генераторы электрических сигналов:
блокинг-генераторы, мультивибраторы;
• генераторы синусоидальных сигналов;
• Генераторы пилообразного напряжения
(ГЛИН);
• генераторы сигналов на логических
элементах;
• Модемы. Виды и назначение модуляции.

16.

• Генератор –электронная схема,
преобразующая энергию источника питания
постоянного тока в энергию переменного
сигнала.
Генераторы делят на три категории:
Генераторы синусоидальных импульсов;
Генераторы прямоугольных импульсов;
Генераторы сигналов другой формы.

17. Генераторы синусоидальных сигналов

• В генераторах синусоидальных сигналов
используют резонансные свойства
индуктивно – емкостных цепочек или
пьезоэлектрические свойства кристалла
кварца, а искусственный сдвиг фазы
сигнала получают, используя RC-цепочки.
Эти методы позволяют создавать
генераторы сигналов синусоидальной форы
с частотой от 0,1 Гц до свыше 400МГц.
Пьезоэлектри́ческий эффе́кт — эффект возникновения поляризации диэлектрика под действием
механических напряжений (прямой пьезоэлектрический эффект). Обратный
пьезоэлектрический эффект возникновение механических деформаций под действием электрическогополя.

18.

Электронный генератор — электронное устройство,
вырабатывающее электрические колебания определенной частоты и
формы, используя энергию источника постоян ного напряжения(тока).
Различают генераторы с самовозбуждением (автогенераторы) и
генераторы с внешним возбуждением.
Основными характеристиками генератора являются форма, частота и
мощность колебаний. По форме различают электронные генераторы
гармонических (почти синусоидальных) колебаний и так называемые
релаксационные генераторы различной формы. По частоте
автогенераторы подразделяются на генераторы инфранизкой (от долей
герц до 10 Гц), низкой (от 10 Гц до 100 кГц), высокой (от 100 кГц до 10
МГц) и сверхвысокой (свыше 10 МГц) частот.
Генератор состоит из усилителя У
(нелинейного элемента НЭ) с комплексным
коэффициентом усиления по напряжению
и четырехполюсника положительной
обратной связи ОС (линейного элемента
ЛЭ в виде LC или RC-звеньев) с
комплексным коэффициентом передачи
Так как Uвх = Uoc, то напряжение

19.

Блок схема генератора
Типовой график зависимости амплитуды
выходного сигнала генератора от частоты

20.

K0
U ВЫХ ( p )
WОУ ( p )
.
U вх ( p ) 1 K 0WОС ( p )
Условия существования колебаний:
баланс амплитуд K 0WОС 1
При K 0WОС 1амплитуда выходного напряжения Um.вых будет непрерывно
возрастать (до насыщения активных элементов);
баланс фаз
Баланс фаз, процесс при котором сдвиг фаз в замкнутой цепи
автоколебательной системы должен равняться 2n радиан, а второе
условие самовозбуждения — баланс амплитуд — сводится к тому, что
на резонансной частоте активные потери энергии в автогенераторе
должны восполняться от источника питания ИП посредством
положительной обратной связи.
Баланс амплитуд обуславливает неизменную амплитуду стационарных
колебаний.
При стабильной частоте колебаний условия баланса фаз и баланса амплитуд
должны выполняться на одной частоте. Для этого автогенератор должен иметь
частотнозависимую (фазосдвигающую) LC или RCцепь, настроенную на эту

21.

22.

23.

Простейший автогенератор с индуктивной связью (рис. а) представляет собой
однокаскадный усилитель на транзисторе VT, включенном по схеме с общим
эмиттером, с нагрузкой в виде параллельного колебательного контура LкCк и
цепи обратной связи, созданной обмоткой LБ, индуктивно связанной с
индуктивным элементом Lк контура. Усилитель выполнен по схеме с
фиксированным напряжением смещения делителем RБ1 и RБ2 и
термостабилизирующей RЭCЭцепью.
На вход усилителя через
конденсатор CБ, ёмкостное
сопротивление которого на
частоте генерации незначительно,
поступает сигнал обратной связи,
представленный ЭДС базовой
обмотки LБ. Коллекторный ток,
появившийся в момент включения
источника питания Un, заряжает
конденсатор Cк, который затем
разряжаясь на индуктивный
элемент Lк, создает в контуре
колебания с резонансной частотой

24.

25.

На частотах, меньших 15-20 кГц, при которых обмотки резонансных контуров по
лучаются громоздкими, целесообразно применение RСгенераторов, выполняемых
по структурной схеме (рис. 4.14, а).
Усилитель У (рис. 4.14, в) строится по обычной резистивной схеме, а положитель
ная обратная связь осуществляется с помощью фазовозвращателя Фвр
(RCзвеньев, рис. 4.14, б). Условия самовозбуждения таких генераторов прежние.
Так как одно RС-звено сдвигает фазу своего выходного напряжения по отношению к её
входному на угол, меньший 90, то применяют трехзвенную структуру. Каждое Гобразное
звено должно сдвигать фазу напряжения на 60.
Частота генерируемых такими схемами
синусоидальных колебаний при условии
равенства сопротивлений резисторов R
и ёмкостей С конденсаторов во всех
трех звеньях определяется формулой
Как показывают расчеты, из-за падений
напряжения на элементах, отношениена фазовозвращателе (см. рис. б)
равно = 29, поэтому для обеспечения условия
баланса амплитуд коэффициент усиления
собственно усилителя должен удовлетворять
условию u ≥ 29

26.

Мультивибратор — релаксационный генератор, представляющий собой
двухэлеметный усилитель с ёмкостной связью, выход которого соединен с
входом.
При этом образуется замкнутая цепь с положительной обратной связью.
Различают два вида мультивибраторов: автоколебательные (не обладающие состо
янием устойчивого равновесия) и ждущие (обладающие состоянием устойчивого
равовесия, при выходе из которого сначала переходят в другое устойчивое состояние, а
затем самопроизвольно возвращаются в первоначальное состояние).
Колебательный процесс в автоколебательном мультивибраторе происходит вследствие
поочередного накопления энергии в соответствующих конденсаторах от источника
питания и в последующей их разрядке через цепи транзисторов.
Пусть симметричный автоколебательный
транзисторный мультивибратор со бран из
сходных элементов: транзисторов VT1 и
VT2, резисторов с сопротивлениями
RK1 = RK2 = RK; RБ1 = RБ2 = RБ; и конденсаторов
с ёмкостями C1 = C2 = C; RK << RБ (рис. а)

27.

Так же, как и в триггере, транзисторы в мультивибраторе работают в ключевом
режиме. Мультивибратор имеет два состояния квазиравновесия: в одном их них
транзистор VT1 открыт током базы
= и находится в состоянии
насыщения, а транзистор VT2 закрыт (находится в состоянии отсечки). Каждое из
этих состояний квазиравновесия неустойчиво, так как отрицательный потенциал
на базе закрытого транзистора VT2 по мере зарядки конденсатора С2 стремится к
положительному потенциалу источника питания Uп (зарядка конденсатора С2 идет
быстрее, чем разрядка конденсатора С1). +В тот момент, когда этот потенциал
станет положительным, состояние квазиравновесия нарушится, закрытый
транзистор откроется, открытый закрывается, и мультивибратор переходит в
новое состояние квазиравновесия. На выходе формируются почти прямоугольные
импульсы uвых при скважности . ≈ (рис. б).
Период колебаний симметричного
мультивибратора
В несимметричном
мультивибраторе
+
длительность
импульса tи
напряжения uвых не
равна
длительности
паузы tn
-

28.

+ -

29.

30.

РАБОТА ОПЕРАЦИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ ПРИ БОЛЬШИХ АМПЛИТУДАХ ВХОДНОГО
СИГНАЛА
Анализируя схему, можно сказать, что ее срабатывание происходит в момент равенства
нулю напряжения между инвертирующим и неинвертирующим входами ОУ. Используя
данное свойство указанной схемы, можно построить на ее основе устройство
сравнения входного напряжения с некоторым наперед заданным эталонным
уровнем напряжения.

31.

Однопороговыми наз. устройства сравнения, для которых коэффициент усиления
используемого усилителя всегда положителен (КUуо>0).
В качестве одно- пороговых устройств сравнения могут использоваться ОУ без цепей ОС
или с положительной ОС, для которой коэффициент передачи обратной связи
удовлетворяет неравенству
bос ≤1 /КUуо.
Напряжение
Eэт наз.
порогом
срабатывания
устройства
сравнения.

32.

Если в схеме вместо источника эталонного напряжения использовать второе входное
напряжение, ОУ превратится в схему сравнения двух напряжений. Пренебрегая
погрешностью, обусловленной наличием диапазона неидентифицированного входного
напряжения, можно сказать, что переключение усилителя будет происходить в момент
равенства входных напряжений как по абсолютному значению, так и о знаку.

33.

34.

Регенеративными (гистерезисными) наз. схемы сравнения с неоднозначной
передаточной характеристикой. Применительно к ОУ это возможно только в том случае,
когда усилитель охвачен цепью ПОС с коэффициентом передачи, удовлетворяющим
условию Кос>1/КUуо
При этом передаточная характеристика перестает
быть однозначной и появляется область входных
напряжений, для которой без знания предыстории
работы схемы нельзя однозначно определить значение выходного сигнала ОУ.
Использование в схеме сравнения ОУ, у которого
передаточная характеристика имеет область
неоднозначного соответствия входного и выходного
напряжений (имеет гистерезис), позволяет построить
устройства, у которых напряжения срабатывания и отпускания не равны между собой.
U ВЫХ ( p )
WОУ ( p )
U вх ( p )
K0
.
1 K 0WОС ( p )

35.

Пусть в некоторый момент времени входное напряжение схемы равно нулю, а на ее
выходе присутствует напряжение положительной полярности
Тогда к
неинвертирующему входу ОУ приложено положительное напряжение
Рассматриваемое состояние является устойчивым и может поддерживаться сколь угодно
долго до тех пор, пока изменяющееся входное напряжение не достигнет этого же
уровня. В этот момент произойдёт изменение выходного напряжения ОУ от
.
напряжения срабатывания:

36.

37.

38.

Регенеративный компаратор обеспечивает сравнение входного сигнала с долей выходного.
Эта схема редко применяется сама по себе, но зато является необходимой частью
мультивибраторов (на ОУ) – генераторов прямоугольных импульсов.
Как и в других компараторах, в ней отсутствует
обратная связь между выходом и инвертирующим
входом, поэтому ПХ ОУ имеет вертикальный участок
и выходной сигнал принимает значения ±Е. Однако
имеется другая обратная связь: средняя точка резистивного
делителя R2– R3 соединена с неинвертирующим входом ОУ. С ее помощью задается
значение = ± γЕ (в зависимости от значения выходного сигнала, γ = R3/(R2 + R3) –
коэффициент деления делителя).
Допустим, что входной сигнал меняет своё значение от отрицательного к положительному.
На выходе схемы вначале +Е, значит на неинвертирующем входе +γЕ. Пока на
инвертирующем входе напряжение меньше +γЕ, компаратор не переключается – даже при
смене полярности входного сигнала. Только при Uвx > +γЕ происходит срабатывание
схемы и на выходе устанавливается –Е. При изменении входного сигнала в обратную
сторону – от «плюса» к «минусу» на неинвертирующем входе исходно установлено –γЕ,
поэтому компаратор переключается при этом значении сигнала. Зависимость Uвыx от Uвx
отдаленно напоминает петлю гистерезиса у ферромагнетиков и сегнетоэлектриков,
поэтому тоже получила название гистерезисной.
Нуль-детектор
В схемотехнике одной из задач является определение моментов времени, при которых
сигнал произвольной формы равен нулю («выделение нуля»). Для этого используется
схема, называемая нуль-детектором или нуль-компаратором. Схема нуль-детектора
содержит операционный усилитель, на инвертирующий вход которого подается входной
сигнал, и цепь обратной связи в виде диодного моста VD1 – VD4 и двух дополнительных
источников постоянных напряжений –U0 и +U0 (½–U0½ = +U0 <½E½). Получение
напряжений –U0 и +U0 («порогов») не представляет технических трудностей, так как для
этого можно использовать шины питания ОУ ±Е, соединив их высокоомным делителем.

39.

Если входной сигнал будет изменяться очень медленно, то при достижении уровня
входного сигнала равного опорному, выход компаратора может многократно с большой
частотой менять свое состояние под действием незначительных помех ("дребезг").
Для устранения этого явления в схему компаратора вводят положительную обратную
связь (ПОС), которая обеспечивает характеристике компаратора небольшой гистерезис, то
есть небольшую разницу между входными напряжениями включения и отключения
компаратора. Некоторые типы компараторов уже имеют встроенную, упомянутую выше
ПОС.
Хотя гистерезис вносит небольшую задержку в переключении компаратора, но
благодаря ему, существенно уменьшается или даже устраняется полностью "дребезг"
выходного напряжения.

40.

41.

Мультивибратор, как и
другие генераторы с
формой напряжения,
отличной от
синусоидальной, можно
собрать на
операционном
усилителе. В ОУ
благодаря большому
коэффициенту
усиления (Кu = 105-106)
выходное напряжение
пропорционально
входному только при
очень малых входных
сигналах (единицы
милли и микровольт).
При больших сигналах
на входе напряжение
uвых может иметь два
значения
−

42.

43.

В RCгенераторе треугольных импульсов (рис. а) входным напряжением uвх
триггера, выполненного на ОУ1, служит напряжение uвых2, получаемое на инверторе
— интеграторе, собранном на ОУ2.
Ток iC, проходящий через конденсатор С, равен произведению его ёмкости на
производную от разности потенциалов на его зажимах (uC = uвых2, так как потенциал
точки А (рис. а) близок к нулю), т. е.

44.

Пусть в момент времени t1 (рис. б) с триггера на вход ОУ2 подано напряжение + .
Так как
(а интеграл от постоянного значения пропорционален
Рис.а) б) времени t), то напряжение uвых2 изменяется по прямой линии до тех пор,
пока в момент t2 оно не достигнет значения U2, при котором триггер переключится и
на вход интегратора будет подано напряжение
С момента t2 конденсатор начнет перезаряжаться, и напряжение на нем линейно
возрастает до момента t3, после чего процессы повторяются.
Амплитуда треугольного напряжения определяется напряжением переключения
триггера и равна
Период колебаний

45.

Ждущий мультивибратор имеет состояние устойчивого равновесия и
квазиравновесие. Под действием внешнего запускающего импульса генератор
выходит из состояния устойчивого равновесия, но благодаря внутренним
процессам перераспределения энергии самопроизвольно возвращается в
устойчивое состояние.
Такие генераторы (одновибраторы) называют ждущими. Их получают из
мультивибраторов, затормозив их работу. Так, если в схеме (рис. 4.16, б)
зашунтировать конденсатор С диодом VD (рис. 4.18), то конденсатор,
разрядившись от U1 до uС = 0 (см. рис. 4.16, в), перестанет перезаряжаться под
действием +
, потому что ток от резистора R3 пройдет через открытый
диод, а значит напряжение на конденсаторе не достигнет зна
чения U2 и автоколебания сорвутся.
Генератор может быть запущен, если на неинвертирующий вход ОУ подать
отрицательный импульс запуска uзап, эквивалентный напряжению uвх на
инвертирующем входе.

46.

Прямолинейное нарастающее напряжение получается на конденсаторе, если его
заряжать постоянным (по величине) током iС = const, не зависящим от напряжения
uC на нём, и предотвратить влияние на этот ток сопротивления нагрузки.
Тогда интегрируя по времени выражение i Cdu dt const = / = (разделив
переменные), получим:
Условие iC = IC = const в схеме (рис. а) с операционным усилителем ОУ
обеспечивается постоянным напряжением uвх. Пока входной транзистор VT закрыт, в
течение времени tn (рис. б) происходит зарядка конденсатора С, и выходное его
напряжение uC нарастает по прямой. При подаче импульса up транзистор VT
насыщается, конденсатор быстро (за время tp) разряжается через малое (в
несколько ом) сопротивление открытого транзистора VT, после чего процесс зарядки
конденсатора повторяется, а напряжение uвых приобретает пилообразную форму
(рис.б).

47.

Длительность tn определяется значениями ёмкости С и тока зарядки, зависящим от
напряжения uвх и сопротивлений резисторов R схемы. Изменяя значение
напряжения U0, поданного на другой вход усилителя, можно "смещать пилу" по
вертикали.
Пилообразная форма uвых сохраняется до тех пор, пока она располагается внутри
предельных значений выходного напряжения ±
U операционного усилителя (рис. а). При одинаковых сопротивлениях R схемы
выходное напряжение