Генератор пилообразных колебаний
Пилообразные колебания отличаются от треугольных временем нарастания и спада. Генератор пилообразных колебаний состоит из двух каскадов (рис. 5.4).
рис. 5.4
Первый каскад, реализованный на ОУ1, выполняет функцию порогового детектора. Напряжение на его выходе будет перебрасываться от +Uвых.max до –Uвых.max, когда напряжение на выходе интегратора ОУ2 станет достаточно отрицательным, чтобы в точке х установился потенциал, отрицательнее потенциала «земли». При этом начинается рост в положительном направлении Uвых и когда потенциал точки х станет несколько положительнее потенциала «земли», выходное напряжение порогового детектора вновь перебрасывается от –Uвых.max к +Uвых.max Нарастание Uвых в отрицательном направлении происходит дольше, чем в положительном, так как скорость, с которой заряжается конденсатор С, при изменении полярности Uвых изменяется. Действительно, когда Uвых равно отрицательному напряжению насыщения ОУ, конденсатор С заряжается через R1 и смещенный в прямом направлении диод VD1. Когда Uвых равно положительному, напряжению насыщения ОУ, конденсатор С заряжается через R2. Вследствие этого R1 и R2 определяют частоту колебаний выходного напряжения схемы Uвых, а их соотношение R1/R2 – отношение длительностей нарастания и спада.
Мостовой генератор Вина
рис. 5.5
На рис 5.5 приведена схема генератора синусоидальных колебаний с мостом Вина. Мостовой генератор Вина образуется элементами R1, R2, C1 и С2. Сигнал в точке х мостовой цепи Вина представляет собой входной сигнал, поступающий на неинвертирующий вход ОУ и на определенной частоте f совпадающий по фазе с сигналом Uвых. Эта частота
при R1 = R2 и C1 = C2.
На частотах ниже f сигнал обратной связи в точке х опережает Uвых по фазе, а на частотах выше f он запаздывает относительно Uвых. Поэтому максимальное значение сигнал обратной связи имеет при совпадении по фазе с выходным сигналом на частоте f, которая и является выходной частотой генератора. Подстройка амплитуды выходного напряжения осуществляется с помощью потенциометра R3. Диоды VD1 и VD2 ограничивают амплитуду сигнала обратной связи.
Порядок выполнения работы
1. Собрать схему генератора прямоугольных импульсов.
2. Снять и построить зависимости f = f(R) при RA/RB = 3,10.
3. Собрать схему генератора треугольных колебаний.
4. Снять осциллограммы выходных напряжений генератора при различных значениях R1.
5. Собрать генератор пилообразных колебаний, (времена спада и нарастания задаются преподавателем)
6. Снять и построить в одном масштабе осциллограммы Uвых интегратора и Uвых порогового детектора.
7. Задавшись значением частоты генерируемых колебаний рассчитать параметры элементов мостового генератора Вина.
8. Собрать схему генератора. Снять осциллограмму выходного о напряжения и сравнить ее параметры с расчетными.
Составление отчета
Отчет должен содержать:
а) принципиальные схемы исследуемых генераторов;
б) снятые экспериментально осциллограммы выходных напряжений генераторов;
в) выводы по работе.
4. Контрольные вопросы
1. Если в схеме, показанной на рис 5.1, RА = 100 кОм, RB = 10 кОм, R = 20 кОм и С = 1 мкФ, то чему равна выходная частота f ?
2. Если RА = 200 кОм, RB = 20 кОм и С = 1 мкФ, то какое значение R следует выбрать в схеме показанной на рис 5.1, чтобы получить на выходе частоту, равную 100 Гц?
3. Если в схеме приведенной на рис 5.3 С1 уменьшить на порядок, то как это отразится на форме выходного напряжения Uвых?
4. Что произойдет, если в схеме, показанной на рис 5.4, диод VD1 включить в обратном направлении?
5. Какие значения C1, C2 и R2 следует выбрать, чтобы при R1 = 160 кОм получить на выходе схемы (рис 5.5) частоту 478 Гц?