Схема на операционных усилителях

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Украины

Национальный Горный Университет

Кафедра

Курсовой проект

«Схема на операционных усилителях»

Выполнил:

Студент гр. ЕМс-09-1

Кладченко Н.Ф.

Проверил:

Школа Н.И.

Днепропетровск

2010

Содержание

Входные данные

1. Симметричный мультивибратор

2. Несимметричный мультивибратор

3. Генератор треугольного напряжения

Входные данные

1. Симметричный мультивибратор

Мультивибратор использует времязадающую цепь. Так как ОУ имеет один вход, а схема использует одну и ту же времязадающую цепь для формирования как импульса, так и паузы, мультивибратор этого типа является однофазным. Сигнал с выхода времязадающей цепи, резистор R1 который одновременно является элементом отрицательной связи, подключен к инвертирующему входу ОУ. Пороговые напряжения Uпор1 и Uпор2 формируются из выходного напряжения Uвых и напряжения смещения Есм и подаются на прямой вход усилителя. Переключения МВ из одного квазиустойчивого состояния в другое определяются моментами встречи изменяющегося напряжения на конденсаторе С3 с пороговыми уровнями Uпор1 и Uпро2.

Схема работает следующим образом. При подключении напряжения питания на выходе устанавливается напряжение +Е, так как на прямой вход ОУ подано положительное напряжение Есм. На прямом входе устанавливается пороговое напряжение Uпор1. Напряжении на инверсном входе экспоненциально нарастает по мере заряда конденсатора С3 через резистор R1 от выходного напряжения +Е. Когда разница между напряжениями прямого и инверсного входов станет меньше напряжения ?U. Это автоматически приводит к уменьшению uвых и следовательно к уменьшению Uпор1, т.е. процесс происходит лавинообразно. Напряжение на выходе ОУ меняет знак и становиться равным -Е. Когда ОУ входит в насыщение, на прямом входе устанавливается новое значение порогового напряжения Uпор2, а конденсатор начинает перезаряжаться от напряжения Uпор1, при котором произошло изменения состояния схемы, к напряжению -Е.

Временная диаграмма

Таким образом, мультивибратор генерирует двухполярное напряжение прямоугольной формы, причем, как легко видеть, период автоколебаний

T=t_u1+t_{u2 (1)}

Так как значение ?U не превышает единиц милливольт и много меньше значений пороговых напряжений, можно считать, что переключение схемы происходит при значениях напряжения на инверсном входе ОУ, равных Uпор1 и Uпор2.

В частном случае, при Есм=0,

При применении ОУ в мультивибраторах следует учесть, что максимальные напряжения на входах и максимальный выходной ток не должны превосходить соответствующие допустимые значения. По этому при расчете МВ (выбор ОУ, расчет делителя, выбор опорного напряжения Есм и сопротивления R1) следует провести соответствующий анализ выполнения условий нормального функционирования МВ.

Частота:

Экспериментально была установлено следующее значение периода автоколебаний симметрического мультивибратора собранного на макете №4 «Устройства на операционных усилителях», которое равно

Временная диаграмма симметричного мультивибратора

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Схема симметричного мультивибратора

2. Несимметричный мультивибратор

Для получения несиметричного мультивибратора в цепь ОС симметричного мультивибратора вместо R1(рис.) включают сопротивление R5, R6 и переменный резистор R4;( R5= R6).

Для регулирования скважности выходных импульсов в цепь ОС мультивибратора включают диоды типа КД521( VD1, VD2)(рис. ). Период повторения прямоугольных импульсов несимметричного мультивибратора (рис. ).

Частота:

Скважность импульсов несимметричного мультивибратора, движок резистора R4 в положении 1 (рис.)

Движок резистора R4 находиться в положении 2:

Временная диаграмма несимметричного мультивибратора; а - движок резистора R4 в положение 2; б - в положении 1.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Схема несимметричного мультивибратора

3. Генератор треугольного напряжения

несимметричный мультивибратор генератор напряжение

Генератор треугольного напряжения состоит из триггера Шмита и интегратора (рисунок 3).

Выходные напряжения триггера подается на вход интегратора, а напряжение на выходе последнего, в свою очередь есть опорным напряжение на инвертирующем входе ОУ триггера

U^-=0. При уровне U⁺_m напряжение на выходе Uвых интегратора спадает по линейному закону.

В результате падает и на инвертирующем входе ОУ триггера.

В момент, когда U⁺ ?0, напряжение на выходе триггера скачком изменяется от уровня U⁺m до уровня U^- m. Теперь напряжение на выходе интегратора начинает расти по линейному закону. Растет напряжение и на неинвертирующем входе ОУ триггера.

В момент, когда U⁺ ?0, напряжение на выходе триггера скачком изменяется от уровня U⁺m до уровня U^- m, т.е. восстанавливается начальный уровень напряжения на выходе триггера и т.д.

Период повторения импульсов генератора треугольного генератора:

Амплитуда импульсов генератора треугольного напряжения:

Временные диаграммы а) компаратора; б) ГТН.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Схема ГТН

Размещено на Allbest.ru