Нелинейный режим работы операционного усилителя компаратор

Скачать файл - Нелинейный режим работы операционного усилителя компаратор

Рассмотрим работу ОУ в нелинейном режиме. Рассмотренный раннее анализ относится к линейной части передаточной характеристики ОУ. Так как в реальных ОУ коэффициент усиления весьма значителен, то U гр. Наряду с простейшей схемой компаратора находит широкое применение схема компаратора с ПОС, пороговый элемент или триггер Шмитта.. Эта схема показана на рис. Здесь применена положительная обратная связь через цепочку R 1 R2 , а входной сигнал подается на инвертирующий вход ОУ. Найдем его методом суперпозиции, учитывая, что для обоих напряжений цепочка R 1 R 2 выполняет роль делителя. Остановимся на этом процессе более подробно. При выходное напряжение ОУ начнет уменьшаться. Отрицательное приращение по цепочке ПОС поступит на прямой вход ОУ, и появится отрицательное приращение. Таким образом, ПОС ускоряет процесс переключения компаратора. Такой ускоренный ход переключения какого-либо устройства под действием ПОС носит название регенеративного процесса. В схеме мультивибратора исключить диод V2. Найдите выражение для расчета величин t и ,t п ,Q в такой схеме. Мультивибратор является автогенератором и работает без подачи входного сигнала. Для этого воспользуемся анализом схемы заряда конденсатора, проведенным раннее. Отметим, что значения t и, t п ,T п , Q не зависят от параметров ОУ. Это обусловливает высокую стабильность частоты и скважности мультивибратора. Только сон приблежает студента к концу лекции. А чужой храп его отдаляет. Режимы одиночного сокращения и тетанус Антидемократические политические режимы Больничные режимы Валютный курс. Организация, состав сил и средств, режимы функционирования РСЧС. Сборы пошлины и платы. Специальные налоговые режимы Восстановление деталей электроконтактной приваркой ленты и проволоки. Оборудование, материалы, режимы, область применения Гистерезисный компаратор Государство.. Явное предпочтение Карамзин отдает формам правления, основанным на законе, подвергая критике тиранические режимы, выделяя в них, прежде Демократические и антидемократические режимы Единый сельскохозяйственный налог. Специальные налоговые режимы Исследование характеристик аналоговых компараторов напряжения. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Нелинейные режимы работы ОУ.

Московский государственный университет печати

Избирательные усилители и генераторы синусоидальных колебаний. Особенности работы и расчета выпрямителя с емкостным фильтром. Применение вентильных преобразователей в энергетике и электротехнике. Реверсивные выпрямители и непосредственные преобразователи частоты. Вентильные преобразователи с повышенным коэффициентом мощности. Преимущества передачи информации в виде импульсов. Современная электроника характеризуется широким применением импульсных устройств. Во-первых, многие производственные процессы имеют импульсный характер: Передача информации в виде отдельных отсчетов позволит использовать этот же канал связи для одновременной передачи информации о других физических величинах. При передаче непрерывного сигнала точность снижается из-за существования дрейфа нуля усилителей см. Существует множество способов передачи непрерывного сигнала рис. При частотно-импульсной модуляции ЧИМ рис. Наибольшую точность и помехоустойчивость обеспечивают число-импульсные методы: Наряду с прямоугольными импульсами в электронной технике широко применяются импульсы пилообразной рис. Отличительной особенностью импульсных схем является широкое применение электронных ключей. Напряжение на идеальном замкнутом ключе равно нулю. Наиболее широкое применение в качестве электронных ключевых элементов находят, транзисторные каскады, в первую очередь каскад с общим эмиттером ОЭ. Состояние режим отсечки 'ключ разомкнут'. При этом через транзистор протекает минимальный ток. Это состояние соответствует точке А на диаграмме рис, 3. Для того чтобы транзисторный ключ находился в разомкнутом состоянии, необходимо выполнить условие отсечки: Состояние режим насыщения 'ключ замкнут'. Ток через транзистор ограничен резистором и определяется. Транзистор в режиме насыщения представлен схемой замещения рис. Таким образом, условие насыщения транзистора записывается в виде. Для надежного насыщения транзистора необходимо, чтобы условие 3. Часто применяется схема транзисторного ключа, показанная на рис, 3. При подаче положительного напряжения транзистор входит в режим насыщения. Транзисторный ключ с двухполярным питанием а и его схемы замещения в режиме отсечки б и насыщения в. Транзистор должен быть насыщен при 7 В. Начнем расчет с режима отсечки. Транзистор заменим схемой рис. Тогда базовая цепь ключа может быть заменена схемой на рис, 3. Напряжение создается двумя источниками; источником напряжения и источником тока. Воспользуемся методом суперпозиции и найдем. Перейдем к режиму насыщения. Ток базы создают источники напряжения и. Снова воспользуемся методом суперпозиции. Рассчитывая транзисторный ключ, мы встречаемся с характерной особенностью импульсных схем: Схема обладает повышенной устойчивостью к воздействию помех на входе. Широкое применение находят ключи на полевых транзисторах. Ключи на полевых транзисторах других типов строятся аналогично. Нелинейный режим работы операционного усилителя. Таким образом, мы убедились, что простейший компаратор может служить преобразователем синусоидального напряжения в прямоугольное. В этой же схеме осуществляется преобразование напряжения в длительность импульса. Наряду с простейшей схемой компаратора см. Напряжение на прямом входе ОУ вызвано воздействием и. Остановимся на этом процессе подробнее. Такой ускоренный ход переключения какого-либо устройства под действием ПОС носит название регенеративного процесса. Таким образом, передаточная характеристика компаратора рис. Мы установили, что введение ПОС в ключевые схемы позволяет значительно ускорить процессы переключения устройств. Преобразование импульсных сигналов с помощью RС-цепей. Дифференцирующие или укорачивающие цепи. Схема дифференцирующей цепи приведена на рис. В качестве примера рассмотрим работу цепи от источника двухполярных импульсов. В момент напряжение меняется скачком на величину 2. По мере заряда конденсатора экспоненциально спадает к нулю. Дифференцирующая цепь а и временные диаграммы токов и напряжений в дифференцирующей цепи б. В момент напряжение изменяется скачком. Затем начинается разряд конденсатора С до напряжения - через резистор R. При малой постоянной времени 0 напряжение соответствует значению производной. Часто на выходе используют только один из импульсов напряжения. Для этого схема рис. В импульсных устройствах цепь рис. Интервал зависит от значений Е, 0 , и. В момент уравнение 3. Ниже остановимся на нескольких решениях этих узлов, выполненных на ИМС. Широко применяются в импульсной технике и интеграторы см. Мультивибратор на операционном усилителе. Мультивибратором называется генератор периодически повторяющихся импульсов прямоугольной формы. Схема мультивибратора на ОУ представлена на рис. Сопоставим ее со схемой рис. Конденсатор С и резисторы , образуют интегрирующую RС-цепь: Источником напряжения Е является выходная цепь ОУ. Компаратор выполнен на ОУ с ПОС через цепь ср. В момент подключим и -. Через цепь это приращение подается на прямой вход ОУ, усиливается и в свою очередь вызывает приращение. Мы отмечаем, что, воздействуя на диод V1 и V2, компаратор осуществляет переключение цепей заряда V1, и разряда V2, конденсатора С. Вновь начинается этап заряда конденсатора С через резистор. В соответствии с 3. Учитывая зависимость от , получим. Это обусловливает высокую стабильность частоты и скважности Q мультивибратора. При регулировке частоты f скважность Q не должна изменяться. Можно предложить следующие способы регулировки частоты:. При регулировке скважности необходимо поддерживать постоянным значение f, т. Для этого и в схеме рис. Одновибратор на операционном усилителе. Схема одновибратора на ОУ приведена на рис. Сравним эту схему со структурной схемой рис. Одновибратор содержит конденсатор связанный с выходом компаратора на ОУ через резистор R. Микросхема ОУ выполняет в одновибраторе несколько функций: Цепочка является дифференцирующей см. Временные диаграммы напряжений в схеме одновибратора приведены на рис. Рассмотрение работы одновибратора нужно проводить по этапам в соответствии с порядком его работы. Конденсатор разряжен, так как диод V1 препятствует его заряду выходным напряжением ОУ через резистор R. Напряжение на прямом входе становится положительным. Поэтому входной импульс одновибратора может быть весьма коротким. В момент стадия восстановления завершается, одновибратор готов к приходу нового импульса на входе. Для расчета основных стадий работы одновибратора воспользуемся выражением, 3. При подстановке этих величин в 3. Для этого подставим в 3. Регулировка длительности импульса одковибратора может осуществляться следующими способами:. Генераторы линейно изменяющихся напряжении. Генераторы линейно изменяющихся напряжений ГЛИН формируют напряжения пилообразной формы см. Для создания линейной зависимости напряжения от времени чаще всего используют заряд или разряд конденсатора постоянным током. Простейшая схема ГЛИН приведена на рис. При разомкнутом ключе Кл конденсатор С заряжается от источника тока I и напряжение на нем нарастает:. Известны многочисленные варианты схемы рис. Большими технико-экономическими преимуществами обладают схемы ГЛИН, построенные на ИМС. Схема состоит из компаратора и интегратора. Открывается диод V1, и напряжение убывает по линейному закону; в 3. Эта схема отличается от рассмотренного ГЛИН наличием цепи ОС которая связывает прямой вход компаратора с выходами компаратора и интегратора. Найдем напряжение методом суперпозиции: Временные диаграммы напряжений в схеме рис. Для момента из 3. На интервале - открыт диод VI. При расчете схемы ГЛИН в автогенераторном режиме выражения 3. ГЛИН находят очень широкое применение в технике. Очень большую роль в современной технике играют преобразователи различных физических величин в электрические сигналы, например преобразователи напряжения во временной интервал, в число импульсов, в фазовый сдвиг. В качестве примера подобных устройств рассмотрим импульсное устройство, структурная схема которого приведена на рис. Структурная схема преобразователя напряжения в ширину импульсов и число импульсов а и временные диаграммы сигналов б. Широкое применение ИМС в импульсной технике, стремление к снижению массогабаритных показателей и повышению надежности привели к резкому снижению использования в импульсных устройствах магнитных элементов. При поступлении короткого запускающего импульса блокинг-генератор формирует прямоугольный импульс длительностью. Схема представляет собой транзисторный ключ, в коллекторную цепь которого включена первичная обмотка трансформатора. Нагрузка подключена к обмотке , а ПОС осуществляется через обмотку и резистор. Как и в одновибраторе, функционирование ждущего блокинг-генератора можно разбить на три этапа. Временные диаграммы токов и напряжений приведены на рис. Схема блокинг-генератора а и его схема замещения б и временные диаграммы напряжений и токов в схеме блокинг-генератора в-ж. При поступлении в момент положительного импульса транзистор начинает открываться. Напряжение на обмотке с создает отпирающий базовый ток. Процесс является регенеративным и развивается лавинообразно, в результате транзистор насыщается. На насыщенном транзисторе 0. Ток коллектора состоит из трех составляющих см. В результате в момент условие насыщения транзистора 3. Нарастание напряжения на коллекторе транзистора может привести к его пробою, поэтому блокииг-генератор снабжен цепочкой: Кроме того, часть накопленной энергии рассеивается в нагрузке. Напряжение на коллекторе экспоненциально падает до. Контрольные вопросы и задачи. В схеме транзисторного ключа рис. К каким недостаткам приведет такое упрощение схемы ключа? Как изменятся временные диаграммы рис. Как при этом изменится уменьшится или увеличится частота повторения, длительность импульсов, скважность отвечайте, не заглядывая в формулы? Найдите выражения для расчета , , Q в такой схеме. Как изменятся параметры выходного напряжения ГЛИН рис. Различные способы передачи информации с помощью импульсов Основные параметры прямоугольных импульсов Формы импульсных сигналов Транзисторный ключ: Передаточная характеристика компаратора с положительной обратной связью Дифференцирующая цепь а и временные диаграммы токов и напряжений в дифференцирующей цепи б Схема использования интегрирующей цепи в формирователях временых интервалов а , временные диаграммы напряжений б Мультивибратор на ОУ а и временные диаграммы напряжений в схеме мультивибратора б Схемы ГЛИН с внешним запуском а и временные диаграммы сигналов б Одновибратор на ОУ а и временные диаграммы напряжений в схеме одновибратора б Простейшая схема для формирования линейно изменяющегося напряжения Схема ГЛИН с внешним запуском а и временные диаграммы сигналов б Схема ГЛИН в автогенераторном режиме а и временные диаграммы напряжений б Структурная схема преобразователя напряжения в ширину импульсов и число импульсов а и временные диаграммы сигналов б Схема блокинг-генератора а и его схема замещения б и временные диаграммы напряжений и токов в схеме блокинг-генератора в-ж. Московский государственный университет печати. Промышленная электроника Учебник для вузов. Характеристики и параметры биполярных транзисторов. Передаточная характеристика усилительного каскада. Схема замещения и основные показатели каскада с ОЭ. Виды связей и дрейф нуля в усилителях постоянного тока. Неинвертирующий операционный усилитель с обратной связью. Инвертирующий операционный усилитель с обратной связью. Компенсация входных токов и напряжения смещения нуля. Однофазные выпрямители с активно-индуктивной нагрузкой. Источники питания с многократным преобразованием энергии. Ведомые сетью преобразователи средней и большой мощности. Регулируемые преобразователи переменного напряжения. Влияние вентильных преобразователей на питающую сеть. Системы управления вентильными преобразователями. Передаточная характеристика компаратора с положительной обратной связью Дифференцирующая цепь а и временные диаграммы токов и напряжений в дифференцирующей цепи б Схема использования интегрирующей цепи в формирователях временых интервалов а , временные диаграммы напряжений б Мультивибратор на ОУ а и временные диаграммы напряжений в схеме мультивибратора б Схемы ГЛИН с внешним запуском а и временные диаграммы сигналов б Одновибратор на ОУ а и временные диаграммы напряжений в схеме одновибратора б Простейшая схема для формирования линейно изменяющегося напряжения Схема ГЛИН с внешним запуском а и временные диаграммы сигналов б Схема ГЛИН в автогенераторном режиме а и временные диаграммы напряжений б Структурная схема преобразователя напряжения в ширину импульсов и число импульсов а и временные диаграммы сигналов б Схема блокинг-генератора а и его схема замещения б и временные диаграммы напряжений и токов в схеме блокинг-генератора в-ж 3. Преимущества передачи информации в виде импульсов Современная электроника характеризуется широким применением импульсных устройств. Формы импульсных сигналов 3. Ключевой режим транзистора Отличительной особенностью импульсных схем является широкое применение электронных ключей. В ключевом режиме транзистор может находиться в двух основных состояниях: Схемы замещения транзистора в режимах отсечки а и насыщения б Для того чтобы транзисторный ключ находился в разомкнутом состоянии, необходимо выполнить условие отсечки: Ток через транзистор ограничен резистором и определяется 3. Таким образом, условие насыщения транзистора записывается в виде 3. Транзисторный ключ с двухполярным питанием а и его схемы замещения в режиме отсечки б и насыщения в Рассмотрим пример расчета ключа рис, 3. Воспользуемся методом суперпозиции и найдем 3. Снова воспользуемся методом суперпозиции Условие насыщения 3. Напряжения на входе и выходе компаратора Наряду с простейшей схемой компаратора см. Рассмотрим два характерных способа включения RC-цепей. Дифференцирующие или укорачивающие цепи Схема дифференцирующей цепи приведена на рис. Дифференцирующая цепь а и временные диаграммы токов и напряжений в дифференцирующей цепи б В момент напряжение изменяется скачком. Мультивибратор на операционном усилителе Мультивибратором называется генератор периодически повторяющихся импульсов прямоугольной формы. Мультивибратор на ОУ а и временные диаграммы напряжений в схеме мультивибратора б Компаратор выполнен на ОУ с ПОС через цепь ср. Рассмотрим способы регулировки частоты и скважности мультивибратора. Можно предложить следующие способы регулировки частоты: Схемы ГЛИН с внешним запуском а и временные диаграммы сигналов б 3. Одновибратор на ОУ а и временные диаграммы напряжений в схеме одновибратора б Временные диаграммы напряжений в схеме одновибратора приведены на рис. Генераторы линейно изменяющихся напряжении Генераторы линейно изменяющихся напряжений ГЛИН формируют напряжения пилообразной формы см. При разомкнутом ключе Кл конденсатор С заряжается от источника тока I и напряжение на нем нарастает: Схема ГЛИН в автогенераторном режиме а и временные диаграммы напряжений б ГЛИН находят очень широкое применение в технике. Магнитно-транзисторные генераторы Широкое применение ИМС в импульсной технике, стремление к снижению массогабаритных показателей и повышению надежности привели к резкому снижению использования в импульсных устройствах магнитных элементов. Схема блокинг-генератора а и его схема замещения б и временные диаграммы напряжений и токов в схеме блокинг-генератора в-ж 2 этап формирование импульса. Контрольные вопросы и задачи 3. Как изменяется коэффициент насыщения транзисторного ключа при нагреве транзистора?

Операционный усилитель

Краска раптор состав

Каталог шуб из натурального меха тисмениця

Нелинейные режимы работы ОУ. Компаратор

Таблица зачетов олимпиады 2016

Где отдохнуть в арпачине ростовской области

Операционные усилители

Схема станка тв 7

Свойства и уровни сознания