89389

Применение интегральных усилителей: генераторы синусоидальных напряжений, релаксационные генераторы, стабилизаторы тока и напряжений

Доклад

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

По сути генераторы синусоидальных напряжений Генератором гармонических колебаний называют устройство создающее переменное синусоидальное напряжение при отсутствии входных сигналов. При жестком режиме для возникновения колебаний требуется внешний начальный сигнал. При наличии колебаний Запишем это условие в развернутом виде: где φ сдвиг по фазе для цепи прямой передачи для усилителя; сдвиг по фазе для цепи обратной связи...

Русский

2015-05-12

121.36 KB

0 чел.

Применение интегральных усилителей: генераторы синусоидальных  напряжений, релаксационные генераторы, стабилизаторы тока и напряжений.

ГЕНЕРАТОРЫ ГАРМОНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ(по сути генераторы синусоидальных напряжений)

Генератором гармонических колебаний называют устройство, создающее переменное синусоидальное напряжение при отсутствии входных сигналов. Генератор преобразует энергию источника постоянного напряжения в энергию переменного выходного сигнала.

Различают два режима возбуждения генератора. При так называемом мягком режиме колебания (сигнал на выходе) возникают после подключения генератора к источнику питания самопроизвольно. Мягкий режим называют также режимом самовозбуждения. При жестком режиме для возникновения колебаний требуется внешний начальный сигнал.

Обратимся к структурной схеме генератора с последовательной положительной обратной связью по напряжению (рис. 2.64). Эта схема аналогична ранее изученной соответствующей структурной схеме усилителя с отрицательной обратной связью. Аналогичны и обозначения величин.

откуда получаем условие самовозбуждения: К•β = 1.

При наличии колебаний

Запишем это условие в развернутом виде:

где φ — сдвиг по фазе для цепи прямой передачи (для усилителя);

\|/— сдвиг по фазе для цепи обратной связи.

Выражение | К • β|= 1 называют условием баланса амплитуд, а выражение φ + \|/ =2πn — условием баланса фаз.

Если условие самовозбуждения К • β= l выполняется только для одной частоты, то на выходе генератора поддерживается синусоидальное напряжение этой частоты (именно это характерно для генераторов гармонических колебаний). Если это условие выполняется для нескольких частот, то выходное напряжение оказывается несинусоидальным, в нём имеется несколько гармоник.

Из изложенного следует, что генератор гармонических колебаний должен содержать по крайней мере одну частотно-избирательную цепь, которая бы обеспечивала выполнение условия самовозбуждения на заданной частоте. В зависимости от вида частотно-избирательной цепи, ис-

пользующейся в генераторе, генератор относят к тому или иному типу. В так называемых LC-генераторах используются LС-цепи. В RС-генераторах используются RС-цепи. В кварцевых генераторах используют кварцевые резонаторы. В некоторых схемах совместно используются кварцевые резонаторы и LC-контуры. Существуют также генераторы с керамическими и механическими (электромеханическими) резонаторами.

2.9.1. RС-генераторы с мостом Вина

Мостом Вина обычно называют схему, приведенную на рис. 2.65.

При частоте входного сигнала, равной резонансной частоте f0, напряжение на выходе ивых равно нулю (при ненулевом входном напряжении ивх. Легко показать, что

Иногда мостом Вина называют схему, приведенную на рис. 2.66. На частоте f0 коэффициент передачи такой схемы β = ивых/ивх=1/3

Далее мостом Вина будем называть первую схему с конфигурацией, действительно характерной для мостовых схем, а схему на рис. 2.66 — упрощенным мостом Вина.

В реальных схемах генераторов для поддержания колебаний необходимо, чтобы на частоте колебаний напряжение иеых несколько отличалось от нуля. Поэтому реально мост работает с некоторым рассогласованием, когда отношение сопротивлений R1/R2— несколько отличается от 2 (более точно, R1/R2 > 2 ).

Для генераторов гармонических колебаний важной проблемой является автоматическая стабилизация амплитуды выходного напряжения. Если в схеме не предусмотрены устройства автоматической стабилизации, устойчивая работа генератора окажется невозможной. В этом случае после возникновения колебаний амплитуда выходного напряжения начнет постоянно увеличиваться, и это приведет к тому, что активный элемент генератора (к примеру, операционный усилитель) войдет в режим насыщения. В результате напряжение на выходе будет отличаться от гармонического. Схемы автоматической стабилизации амплитуды могут быть достаточно сложными и содержать, к примеру, несколько дополнительных операционных усилителей.

Изобразим схему генератора на операционном усилителе с очень простой схемой автоматической стабилизации амплитуды (рис. 2.67), которую обеспечивают диоды. Поясним их роль на следующем примере. Если по каким-

либо причинам амплитуда напряжения на выходе ивых увеличилась, то увеличится амплитуда полуволн тока, проходящих через диоды. Но это приведет к тому, что для каждого диода уменьшится дифференциальное сопротивление и сопротивление на постоянном токе для соответствующих моментов времени. Это эквивалентно уменьшению сопротивления в цепи между выходом операционного усилителя и его инвертирующим входом. Но такое уменьшение, как известно, приводит к уменьшению коэффициента усиления усилителя на основе ОУ, охваченного отрицательной обратной связью (ООС). В результате выходное напряжение уменьшится, возвратившись к исходному значению. Назначение потенциометра — регулирование амплитуды выходного напряжения.

Предыдущую схему можно представить так, как показано на рис. 2.68. Тогда становится очевидным, что пунктиром

обведен усилитель, представляющий из себя ОУ, охваченный цепью ООС и имеющий коэффициент усиления К. С помощью частотно-зависимой RС-цепи (упрощенный мост Вина) этот усилитель охвачен цепью положительной обратной связи. На частоте f0 коэффициент передачи упрощенного моста Вина β= 1/3. Следовательно, для соблюдения условия баланса амплитуд необходимо, чтобы К β>1, т. е. (пренебрегая прямым сопротивлением диодов D1 и D2)


т. е. получаем тот же результат, что и ранее, но более строго. При практическом применении подобных генераторов нагрузку часто желательно подключать через дополнительный так называемый буферный усилительный каскад.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

26592. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОБРОКАЧЕСТВЕННОСТИ ЖИРА 22.16 KB
  МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОБРОКАЧЕСТВЕННОСТИ ЖИРА. В средней пробе жира при температуре 20С определяют ЗАПАХ И ВКУС при установлении вкуса пробы не проглатывают. Эти показатели должны быть характерными для данного вида жира вытопленного из доброкачественного сырья. Она должна быть независимо от сорта для говяжьего и бараньего жира плотной или твердой для курдючного мазеобразной для свиного и конского жира мазеобразной или плотной для сборного и костного жира жидкой мазеобразной или плотной.
26593. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАТУРАЛЬНОСТИ МЕДА 3.16 KB
  МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАТУРАЛЬНОСТИ МЕДА. Для определения натуральности и качества меда следует проанализировать три признака: питательность неизменность природного состава и возможность хранения. Питательность меда зависит в основном от содержания углеводов и его зрелости причем зрелость определяет не только пищевые и вкусовые но и лечебные качества. Созревание меда эго ряд биохимических превращений основу которых составляет ферментативный гидролиз сахарозы и удаление воды.
26594. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВЕЖЕСТИ РЫБЫ 6.44 KB
  МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВЕЖЕСТИ РЫБЫ. Осмотру подлежит вся доставленная к реализации партия рыбы. Обращают внимание на внешний вид рыбы ее цвет состояние чешуи и слизи покрывающих тело рыбы а также на плавники цвет жабр состояние глаз брюшка поджато или вздуто консистенцию мышечной ткани запах слизи жабр и области анального отверстия. Вскрывают также рыбу со вздутым брюшком так как причиной такого состояния у свежей рыбы могут быть лигулез брюшная водянка и другие болезни.
26595. МИКРОФЛОРА МОЛОКА. ИСТОЧНИКИ МИКРОФЛОРЫ МОЛОКА. ИСТОЧНИКИ МИКРОБНОГО ОБСЕМЕНЕНИЯ МОЛОКА 6.71 KB
  МИКРОФЛОРА МОЛОКА. ИСТОЧНИКИ МИКРОФЛОРЫ МОЛОКА. ИСТОЧНИКИ МИКРОБНОГО ОБСЕМЕНЕНИЯ МОЛОКА Молоко хорошая питательная среда для микроорганизмов попадающих в него из различных источников. Вымя коровы основной источник микробного обсеменения молока.
26596. МИКРОФЛОРА, ВЫЗЫВАЮЩАЯ ГНИЛОСТНОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ МЯСА 4.08 KB
  Одним из первоначальных продуктов гнилостного распада белка являются пептонысмеси пептидов вызывающие отравление при парентеральном введении. Органические основания образующиеся при гниении белка мяса называют птомаинами. В аэробных условиях процесс распада белка идет значительно глубже с образованием множества промежуточных и конечных продуктов гниения вплоть до воды и газа. Мясо в начальной стадии гниения когда накапливаются промежуточные продукты распада белка более опасно для человека.
26597. МОРФОЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ МЯСА РАЗЛИЧНЫХ ЖИВОТНЫХ (ВИДОВ УБОЙНЫХ) 18.31 KB
  МОРФОЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ МЯСА РАЗЛИЧНЫХ ЖИВОТНЫХ ВИДОВ УБОЙНЫХ. Цвет мышечной ткани красный но у различных видов убойных животных он отличается значительным разнообразием оттенков. Бледная окраска мускулатуры у откормленных и мало работающих животных связана с незначительным содержанием в ней миоглобина и свидетельствует о слабой интенсивности окислительных реакций. Так белесоватый цвет имеет мясо животных при беломышечной болезни а белое мясо возможно у свиней и даже у крупного рогатого скота при откорме их в промышленных комплексах в...
26598. СПОСОБЫ ДЕЗАКТИВАЦИИ ПРОДУКТОВ УБОЯ ЖИВОТНЫХ, СОДЕРЖАЩИХ РАДИОАКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА 19.52 KB
  Основной задачей дезактивации мяса и мясопродуктов является снижение их радиоактивности до допустимых величин.56096: для мяса убойных животных без костей полуфабрикатов субпродуктов по цезию137 60 Бк кг стронцию90 50 Бк кг; для оленины без костей по цезию137 250 Бк кг стронцию90 80 Бк кг; для мяса диких животных без костей по цезию137 320 Бк кг стронцию90 100 Бк кг; для костей всех видов по цезию137 160 Бк кг стронцию90 200 Бк кг; для мяса домашней и промысловой птицы субпродуктов и полуфабрикатов из мяса птицы...
26599. СПОСОБЫ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ МОЛОКА БОЛЬНЫХ ЖИВОТНЫХ. КОНТРОЛЬ ЗА ЭФФЕКТИВНОСТЬЮ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ 2.24 KB
  СПОСОБЫ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ МОЛОКА БОЛЬНЫХ ЖИВОТНЫХ. Высокотемпературная обработка молока проводится с целью его обеззараживания от патогенных микроорганизмов продления срока хранения и обеспечения технологических свойств при переработке в молочные продукты. Чаще применяют пастеризацию нагревание молока до температуры не выше 100 С с выдержкой или без нее при этом инактивируют вегетативные формы бактерий. Пастеризация может быть длительной молоко нагревают до температуры 63 65С и выдерживают 30 мин кратковременной нагревание до...
26600. СПОСОБЫ ОГЛУШЕНИЯ УБОЙНЫХ ЖИВОТНЫХ, ИХ СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА 12.88 KB
  СПОСОБЫ ОГЛУШЕНИЯ УБОЙНЫХ ЖИВОТНЫХ ИХ СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. 2 способа: с оглушением и без оглушения. Животных других видов убивают без оглушения. К кольцу привязывают животное за рога чтобы в момент оглушения оно не отскочило назад.