Генератор прямокутних імпульсів на операційному підсилювачі
Схемагенератора на операційному підсилювачі (ОП)зображена на рис. 9 [11]. Автоколивальний режим роботи генератора забезпечується за рахунок позитивного зворотного зв’язку, який утворюються включенням дільника R2, R3 між виходом та неінвертуючим входом операційного підсилювача. Частота вихідного сигналу залежить від параметрів інтегруючого кола R1, C1, яке зв’язує вихід та інвертуючий вхід ОП. Для отримання однополярних імпульсів ТТЛ-рівня до складу генератора входить електронний ключ на транзисторі VT1.
Операційний підсилювач в схемі генератора фактично працює як компаратор, порівнюючи величини напруг, що подаються на його інвертуючий та неінвертуючий входи. Крім цього ОП виконує функцію джерела напруг заряду і розряду конденсатора.
Рис. 9. Генератор прямокутних імпульсів на операційному підсилювачі
Припустимо, що в процесі регенерації ОП опинився в насиченні за позитивною полярністю і на його виході присутня максимальна позитивна напруга 
. При цьому напруга на неінвертуючому вході ОП залежить від коефіцієнта передачі кола позитивного зворотного зв’язку 
і дорівнює 
. Під дією вихідної напруги ОП відбувається заряд конденсатора з постійною часу 
, що призводить до збільшення напруги на інвертуючому вході. Як тільки ця напруга досягає рівня відбувається переключення ОП у режим насичення за негативною полярністю і на його виході з’являється напруга 
. При цьому на неінвертуючий вхід через дільник R2, R3 подається напруга 
. Негативна напруга на виході ОП призводить до розряду та перезаряду з протилежною полярністю конденсатора, що призводить до зменшення потенціалу на інвертуючому вході. Як тільки напруга на конденсаторі досягає рівня , операційний підсилювач знову переключається у режим насичення за позитивною полярністю. Подібні процеси повторюються періодично. При цьому на виході ОП формується періодична послідовність двохполярних прямокутних імпульсів. За допомогою транзисторного ключа такий сигнал перетворюється у однополярну імпульсну послідовність ТТЛ-рівня.
Тривалість вихідних імпульсів 
та пауз між імпульсами 
визначається перш за все постійною часу інтегруючого кола , а також залежить від коефіцієнта передачі дільника R2, R3
.
Розглянемо методику розрахунку генератора на ОП. Вихідні дані для розрахунку: 
– частота вихідних імпульсів (несуча частота 
або частота маніпуляції 
); рівень вихідного сигналу – ТТЛ.
1. Визначаємо тривалість імпульсів та пауз між імпульсами
.
2. Обираємо тип операційного підсилювача. При цьому враховуємо швидкодію ОП. Необхідно, щоб виконувалась умова
,
де 
– максимальна швидкість зміни вихідної напруги ОП, 
– максимальна вихідна напруга ОП. Параметри операційних підсилювачів наведені у довідниковій літературі [7, 8]. Параметри та схеми включення деяких ОП наведені також у Додатках А, Б.
3. Визначаємо допустимий вихідний струм операційного підсилювача
,
где 
– мінімальний опір навантаження, який дозволяється підключати до обраного ОП (визначається за довідником).
4. Розраховуємо елементи дільника R2, R3.
Обираємо струм дільника
.
Обираємо коефіцієнт передачі дільника 
. Рекомендується прийняти 
. Для запобігання виходу із строю операційного підсилювача необхідно, щоб виконувалась умова
,
де 
– максимально допустима диференціальна вхідна напруга ОП.
Визначаємо опір резисторів R2, R3
,
.
5. Обираємо ємність конденсатора С1
,
де 
– ємність монтажу (10…20 пФ).
6. Визначаємо опір резистора R1
.
7. Обираємо напругу живлення транзисторного ключа та опір колекторного резистора R5. Для отримання імпульсів стандартного ТТЛ-рівня приймаємо 
, 
.
8. Обираємо тип транзистора VT1. Необхідно, щоб параметри транзистора задовольняли наступним вимогам
,
,
,
де 
– допустима напруга між колектором та емітером транзистора, 
– допустимий колекторний струм, 
– гранична частота транзистора.
9. Визначаємо опір резистора R4, виходячи із умови насичення біполярного транзистора
,
де 
– мінімальне значення коефіцієнту передачі за струмом для обраного транзистора; 
– коефіцієнт насичення транзистора.
Приймаємо, що номінальна потужність розсіювання для всіх резисторів генератора на ОП дорівнює 0,125 Вт.
10. Обираємо тип напівпровідникового діода VD1. Перевіряємо виконання умови
,
де 
– час відновлення зворотного опору для обраного діоду (визначається за довідником). Рекомендується обирати малопотужний імпульсний діод.