Генераторы на операционных усилителях.
При построении схем генераторов используется явление самовозбуждения, условия возникновения которого были сформулированы ранее, как условия баланса амплитуд и условия баланса фаз. Для обеспечения их выполнения в каждой конкретной схеме используются цепи положительной и отрицательной обратной связи. Если генератор вырабатывает колебание на одной частоте, он относится к генераторам гармонических колебаний. Выходной сигнал в этом случае по форме близок к синусоиде. Условия баланса фаз в такой схеме выполняется на одной частоте. Если условия самовозбуждения выполняются в широком диапазоне частот, вырабатываемые колебания могут иметь сложную форму, а спектр сигнала представляется рядом гармоник кратных частот. Такую схему часто называют мультивибратором. Пример схемы генератора гармонических колебаний с мостом Вина в цепи положительной обратной связи приведен ниже.
Мостом Вина называется схема, образованная
резисторами R1, R2 и конденсаторами C1, C2.
. При условии , на частоте получим
, , .
. Если принять , получим .
Таким образом, при выполнении принятых требований к величинам R1, R2, C1, C2 на частоте коэффициент положительной обратной связи оказывается вещественным и численно равным 1/3. Фазовый сдвиг в цепи положительной обратной связи на этой частоте оказывается равным нулю, следовательно, условие баланса фаз выполнено. Для выполнения условия баланса амплитуд необходимо, чтобы , где .
При разработке практических схем
генераторов с мостом Вина в цепи
положительной обратной связи можно
пользоваться методическими указаниями
и рекомендациями, приведенными в
методических пособиях “ Применение
интегральных микросхем операционных
усилителей в схемах активных RC-фильтров
и стабилизированных RC-генераторов” ,
СпбГМТУ 1997 и “Электронные устройства
аналоговой обработки сигналов.
К ним относятся генераторы импульсов прямоугольной и треугольной (пилообразной) формы. При построении соответствующих схем операционный усилитель используется, как компаратор напряжений. Поэтому рассмотрим предварительно особенности схемы компаратора. Компаратором называется устройство, предназначенное для сравнения двух напряжений, которое, в зависимости от результатов сравнения вырабатывает сигналы с двумя различными уровнями.
Для операционного усилителя этими уровнями могут быть минимальное и максимальное выходные напряжения в соответствии с его амплитудной характеристикой.
Интервал
-2.5mV<Uin<2.5mV соответствует зоне
нечувствительности компаратора и
характеризует точность сравнения. Если
одно из сравниваемых напряжений имеет
заданный постоянный уровень, оно
называется опорным напряжением. При
построении схем генераторов опорное
напряжение задается , как часть
максимального (минимального) выходного
напряжения ОУ с помощью резистивного
делителя напряжения, образующего цепь
положительной обратной связи. Схема
такого типа имеет вид: При Uin=0 схема может находиться в одном
из двух возможных устойчивых состояний,
определяемых максимальным или минимальным
значениями выходного сигнала Uout. При
этом опорное напряжение ,
где -максимум
абсолютной величины выходного напряжения.
Если в одном из состояний схемы выходное
напряжение положительно, то для
переключения ее в противоположное
состояние нужно подать на вход
положительное напряжение, превышающее .
После этого выходное напряжение
скачкообразно изменит полярность,
следовательно, измениться полярность
напряжения U0 и для следующего переключения
схемы необходимо на ее вход подать
сигнал отрицательной полярности.
Как видно, основу схемы составляет
компаратор, в котором помимо цепи
положительной обратной связи имеется
цепь отрицательной обратной связи,
состоящая из резистора R1 и конденсатора
C1. Конденсатор C1 имеет возможность
заряжаться под воздействием выходного
напряжения U. Если это напряжение
положительно, конденсатор заряжается
в положительную сторону , если выходное
напряжение меняет полярность, то меняется
и направление зарядного тока конденсатора.
Момент смены направления зарядного
тока соответствует моменту достижения
напряжением на конденсаторе уровня U0
опорного напряжения. Эта смена происходит
периодически, что приводит к периодическому
переключению полярности выходного
сигнала, т.е. к появлению на выходе
последовательности знакопеременных
импульсов прямоугольной формы.
Обозначим постоянную времени цепи заряда конденсатора , а коэффициент положительной обратной связи . Тогда, принимая во внимание, что в установившемся режиме работы схемы после каждого ее переключения происходит перезаряд конденсатора от уровня U0 одного знака до этого же уровня другого знака, для временной зависимости напряжения Uc(t) в интервале между двумя переключениями схемы можем записать:
. Первое слагаемое описывает убывание положительного напряжения, имевшегося на конденсаторе в момент переключения, а второе слагаемое описывает заряд конденсатора отрицательным напряжением . Правая часть уравнения соответствует уровню, при котором произойдет очередное переключение. Решая это уравнение относительно переменной , можно определить длительность импульса одной полярности на выходе: . Временная диаграмма для напряжений и приведена ниже.
Из временной диаграммы видно, что
положительному напряжению на выходе
схемы соответствует участок линейного
нарастания напряжения на конденсаторе
(начальный участок экспоненты) вплоть
до уровня U0, а при скачкообразной смене
полярности выходного напряжения
наблюдается линейное уменьшение
напряжения на конденсаторе до уровня
-U0.
Очевидно, что увеличение уровня U0
приведет к увеличению периода колебаний
и наоборот.
Аналогично влияет на изменение периода и величина постоянной времени R1C1
Частотно-зависимая обратная связь в ОУ. Активные фильтры и генераторы сигналов на ОУ / Хабр
В предыдущей публикации цикла мы разобрали, как работают схемы на ОУ с нелинейными элементами в цепях обратной связи, научились производить с помощью ОУ операции умножения и деления, и узнали, как собрать на ОУ источник тока, напряжения, а также усилитель мощности.
В данной публикации цикла мы разберём работу ряда схем на ОУ с частотно-зависимой обратной связью и научимся собирать на ОУ активные фильтры и генераторы.
Для тех, кто присоединился недавно, сообщаю, что это пятая из семи публикаций цикла. Содержание публикаций со ссылками на них находится в конце статьи.
Частотно-зависимая обратная связь в ОУ
С частотно-зависимой обратной связью в ОУ мы впервые столкнулись при рассмотрении работы реальных ОУ «в динамике».
Также мы имели дело с частотно-зависимой обратной связью, когда разбирали работу интегрирующего и дифференцирующего звеньев. Нас тогда интересовала не столько АЧХ, сколько реакция этих звеньев на воздействие единичного прямоугольного импульса.
По сути, интегрирующее звено на рисунке ниже имеет АЧХ фильтра низких частот (ФНЧ) 1-го порядка с частотой среза fc = 1/2πRC. Сигнал с частотой ниже fc передаётся на выход этого звена без затухания. Для частот выше fc сигнал передаётся с затуханием 6 дБ/октава, т.е. ослабляется по уровню в два раза при повышении частоты в два раза.
Дифференцирующее звено является ФВЧ 1-го порядка с частотой среза fc = 1/2πRC. Оно пропускает сигнал с частотой выше fc без затухания.
Сигнал с частотой ниже fc
Активные фильтры на ОУ
Фильтры применяются в электронике для выделения желательной составляющей спектра сигнала и/или подавления нежелательной.
Изначально фильтры строились из пассивных RLC-компонентов. Активные фильтры стали получать распространение с развитием полупроводниковой электроники. Активные фильтры проще в изготовлении, т.к. они не требуют применения «моточных» изделий. Однако, пассивные фильтры применяются до сих пор.
Расчёт фильтров обычно производится с применением полиномов Баттерворта, Чебышёва и Бесселя. Последнее время набирают популярность эллиптические фильтры.
Наиболее детально тема активных фильтров на ОУ разобрана в [3] в разделе «13. Активные фильтры» на стр. 185 – 226. Мы же разберём их работу на простом и понятном материале, изложенном в [5] в разделе главы 4 «3. Фильтры звуковых частот» на стр. 138 – 145, в части, касающейся схем на ОУ.
Как правило, активные RC-фильтры на ОУ собирают по схеме Саллена–Ки (Sallen–Key), которая действует как «источник напряжения, управляемый напряжением» (ИНУН, VCVS). Ниже приведена схема двухполюсного ФНЧ (ФНЧ второго порядка) подобного типа:
Если резисторы и конденсаторы поменять местами, получим двухполюсный ФВЧ:
Двухполюсные фильтры по схеме Саллена–Ки состоят из небольшого количества элементов и стабильны в работе. Частота среза определяется по формуле:
Коэффициент передачи K определяется соотношением сопротивлений резисторов в цепи ООС. В зависимости от коэффициента передачи у фильтров по схеме Саллена–Ки изменяется АЧХ. Из таблицы на стр. 290 [2] мы видим, что при K = 1,586 звено имеет АЧХ фильтра Баттерворта, при K = 1,268 – фильтра Бесселя, а при K = 1,842 – Чебышёва с неравномерностью в полосе пропускания 0,5 дБ.
Фильтры по схеме Саллена–Ки с числом полюсов более двух ведут себя нестабильно.
Повышение порядка достигается каскадным подключением двухполюсных фильтров. Нюансы такого каскадирования наглядно продемонстрированы Поляковым в [5] на рисунке ниже:
Как мы видим на иллюстрации, АЧХ шестиполюсного ФНЧ Чебышёва с частотой среза fc = 2700 Гц формируется из АЧХ двухполюсного ФНЧ с частотой среза намного меньше fc и K = 1 (обозначение «1» на графике), АЧХ двухполюсного ФНЧ с частотой среза меньше fc и K = 1,4 (обозначение «2» на графике) и АЧХ двухполюсного ФНЧ с fc = 2700 Гц и K = 1,6 (обозначение «3» на графике). Для снижения влияния неточности номиналов элементов схемы на АЧХ соотношение ёмкостей конденсаторов в каждом звене выбрано из расчёта один к трём. Номиналы резисторов подобраны из диапазона 10…100 кОм.
Из ФВЧ и ФНЧ с перекрывающимися полосами пропускания можно получить полосовой фильтр. Активный полосовой фильтр по схеме Саллена–Ки выглядит следующим образом:
При R1 = R2, C1 = C2 и R3 = 2R1 центральную частоту полосы пропускания f0 и добротность фильтра Q (отношение f0 к ширине полосы пропускания Δf0) получаем по формулам:
Из формулы (22) видим, что коэффициент передачи K должен быть меньше трёх.
Гораздо лучшие результаты можно получить при применении в качестве активного полосового фильтра схемы биквадратного фильтра:
Схема биквадратного фильтра значительно сложней, но менее критична к неточности номиналов элементов схемы. Центральная частота полосы пропускания f0, ширина полосы пропускания Δf0, и коэффициент передачи K при R3 = R4 и R5 = R6 определяются по формулам:
Подробней о биквадратных фильтрах написано в [2] на стр. 293 – 295 и в [1] на стр. 106 – 108.
Релаксационные генераторы на ОУ
Генератор – это устройство для производства периодически изменяющихся сигналов. Релаксационный генератор – это генератор, элементы которого не обладают резонансными свойствами.
Релаксационный генератор на ОУ можно получить, объединив схемы интегрирующего звена и триггера Шмитта в замкнутый контур:
Когда на выходе триггера Шмитта присутствует напряжение высокого уровня, конденсатор C1 заряжается до тех пор, пока напряжение на входе триггера Шмитта не станет меньше порога срабатывания, после чего конденсатор C1 начнёт разряжаться, пока напряжение на входе триггера Шмитта не станет больше порога срабатывания.
На выходе интегрирующего звена присутствует периодический сигнал треугольной формы, на выходе триггера Шмитта – меандр. Стабилитрон VD1 ограничивает амплитуду прямоугольного сигнала на выходе триггера Шмитта Uвых2 до значения напряжения стабилизации Uст. Период автоколебаний T и амплитуду сигнала на выходе интегрирующего звена Uвых1 получаем по формулам:
Подобные схемы принято называть «функциональными генераторами», т.к. они производят на выходе сигналы разной формы.
Релаксационный генератор с выходным сигналом в виде меандра называется мультивибратором. Рассмотренную выше схему тоже можно использовать в качестве мультивибратора, но приведённая ниже схема проще:
При равенстве положительных и отрицательных напряжений ограничения Uогр на выходе ОУ период автоколебаний T и амплитуду сигнала на инвертирующем входе Uвх- получаем по формулам:
RC-генераторы гармонических колебаний на ОУ
Синусоидальный сигнал на выходе звена на ОУ можно получить с помощью обработки сигнала треугольной формы активным фильтром низких частот, а также применением моста Вина:
Схема построена таким образом, чтобы обеспечить обратную связь с фазовым сдвигом 180° на частоте f0 и поддерживать генерацию изменением коэффициента передачи K.
Запуск генерации происходит при K > 3, что достигается при R3/R4 > 2. Затем, когда запуск произведён, для стабилизации работы генератора коэффициент передачи K должен уменьшаться при увеличении амплитуды выходного сигнала. Одним из решений такой адаптивной обратной связи является использование вместо R4 лампы накаливания.
При равенстве R1 = R2, C1 = C2 частота генерации f0 определяется по формуле:
▍ От автора
В публикации были рассмотрены примеры реализации активных фильтров и генераторов на ОУ. С развитием DSP (Digital Signal Processors) и методов DDS (Direct digital synthesis) тема может казаться неактуальной, однако, как появление активных фильтров не отменило применение в системах связи пассивных фильтров, так и промышленное производство цифровых синтезаторов частоты не отменяет применения аналоговых генераторов сигналов.
Следует заметить, что применение генераторов сигналов на ОУ всегда было ограничено.
С одной стороны, наличием простых и надёжных интегральных таймеров семейства 555, а с другой — простыми и надёжными генераторами на транзисторах по схемам ёмкостной (индуктивной) «трёхточки».
В следующей публикации мы сосредоточимся на применении «реальных» ОУ в условиях реального мира: рассмотрим однополярное питание ОУ, работу ОУ в условиях помех, а также нюансы экранирования схем и каналов.
Данный цикл публикаций состоит из семи частей. Краткое содержание публикаций:
1. Предпосылки появления ОУ. «Идеальный» операционный усилитель. Инвертирующий и неинвертирующий усилители, повторитель.
2. Отличия «реального» ОУ от «идеального». Основные характеристики реального ОУ. Ограничения реального ОУ.
3. Суммирующий усилитель. Разностный усилитель. Измерительный усилитель. Интегрирующее звено. Дифференцирующее звено. Схема выборки-хранения.
4. Активный детектор. Активный пиковый детектор. Логарифмический усилитель. Активный ограничитель сигнала. Компаратор на ОУ.
Источник опорного напряжения. Источник тока. Усилитель мощности.
5. Частотно-зависимая обратная связь в ОУ. Активные фильтры на ОУ. Генераторы сигналов на ОУ. < — Вы тут
6. Однополярное включение ОУ. Входные помехи, «развязки» и защиты входных цепей, экранирование.
7. Операционные усилители на лампах.
▍ Использованные источники:
1. Гутников. Интегральная электроника в измерительных устройствах. Энергоатомиздат, 1988
2. Хоровиц, Хилл. Искусство схемотехники. 2-изд. Мир, 1993
3. Титце, Шенк. Полупроводниковая схемотехника. 5-изд. Мир, 1982
5. Поляков. Радиолюбителям о технике прямого преобразования. Патриот, 1990
Схема генератора прямоугольных импульсов на ИС операционного усилителя 741
Electronics CircuitsOp-Amp Circuits
AdminПоследнее обновление: 21 августа 2022 г.
2 29 714 2 минуты чтения
В этом уроке мы познакомимся со схемой генератора прямоугольных импульсов с ИС ОУ 741 .
Операционный усилитель может быть сконфигурирован для генерации треугольной формы волны.
Содержание
- 1 Обзор
- 2 Список материалов
- 3 ИС операционного усилителя LM741
- 4 Схема генератора прямоугольных импульсов
- 5 Работа генератора прямоугольных импульсов с использованием операционного усилителя 741
- 6 Моделирование схемы
самые популярные и универсальные операционные усилители, которые можно использовать во многих приложениях, включая компараторы, генераторы волн, усилители и т. д.
Генератор прямоугольных импульсов представляет собой электронную схему, генерирующую прямоугольные импульсы. Генератор прямоугольных сигналов на основе операционного усилителя представляет собой простую схему, которая широко используется в функциональных генераторах. Схема генератора прямоугольных импульсов разработана с использованием операционного усилителя 741.
Список материалов
Ниже перечислены компоненты, необходимые для практического изучения данного руководства.
| С.Н. | Компоненты | Описание | Количество |
|---|---|---|---|
| 1 | Резистор | 10 кОм | 2 |
| 2 | Резистор | 12 кОм | 1 |
| 3 | Конденсатор | 1 мкФ, 16 В (электролитический конденсатор) | 1 |
| 4 | ИС операционного усилителя | LM741 | 1 |
ИС операционного усилителя LM741
LM741 — это ИС операционного усилителя с множеством функций. IC доступен во многих различных упаковках. Количество транзисторов, используемых во внутренней схеме ИС, равно 20. ИС может использоваться в широком диапазоне аналоговых проектов.
Такие характеристики, как высокий коэффициент усиления, низкое потребление тока и широкий диапазон напряжений питания, делают его идеальным для использования в схемах с батарейным питанием.
Кроме того, ИС также защищена от перегрузки с обеих сторон, т. е. входа и выхода, эта функция защищает внутреннюю схему ИС от повреждения при перегрузке.
Проверьте спецификации IC LM741
Схема генератора прямоугольных импульсов
Схема генератора прямоугольных импульсов с использованием операционного усилителя показана на рисунке ниже. Один конденсатор подключается к инвертирующей клемме операционного усилителя одним контактом, соединенным с землей, а резистор для зарядки и разрядки конденсатора также подключается к инвертирующей клемме к выходу.
Один делитель напряжения состоит из двух резисторов и подключается к выходу и земле на неинвертирующем выводе.
Работа генератора прямоугольных импульсов с использованием операционного усилителя 741
Предположим, что напряжение на инвертирующем выводе равно V2, что равно напряжению на конденсаторе. Также предположим, что напряжение на неинвертирующем выводе равно V1.
Разница напряжений между неинвертирующей и инвертирующей клеммами называется дифференциальным входным напряжением и определяется Vin.
В исходном состоянии, когда конденсатор полностью разряжен, напряжение на инвертирующем выводе будет равно нулю, т.е. V2 = 0В
Следовательно, входное дифференциальное напряжение (Vin) = V1-V2 = V1-0 = V1
Когда Vin положительное, выход также положительный, в этом случае конденсатор начинает заряжаться через резистор R2 до положительного напряжения насыщения. пока V1 = V2.
Когда напряжение на конденсаторе увеличивается немного больше, чем дифференциальное напряжение V1.
Отрицательное Vin = V1-V2 (V2>V1)
Затем выход будет переключаться с положительного напряжения насыщения на отрицательное напряжение насыщения. В этом случае конденсатор начинает разряжаться через резистор R2, потому что V2 становится больше, чем Vвых. Опять же, после достижения V2 немного меньше, чем V1, выход снова переключится на положительное напряжение насыщения.
Этот процесс повторяется снова и снова, в результате чего генерируется прямоугольная волна.
Моделирование схемы
Схема может быть смоделирована с помощью программного обеспечения Proteus. Моделирование схемы ниже дает идеальный выходной сигнал на осциллографе. Вы можете изменить значение резисторов, чтобы наблюдать за изменением формы сигнала.
Вы также можете проверить этот пост: Схема генератора треугольных волн с операционным усилителем IC 741, и для просмотра формы волны вы можете создать свой собственный осциллограф DIY дома.
Связанные статьи
Схема генератора прямоугольных импульсов с операционным усилителем IC 741 — Circuit Schools
В этом уроке вы узнаете о схеме генератора прямоугольных импульсов с использованием OP-AMP IC741 . С помощью нескольких резисторов и конденсаторов, подключенных к операционному усилителю , мы создадим прямоугольную волну на выходе.
Используя эту прямоугольную волну, вы также можете генерировать треугольную волну, о которой мы расскажем в нашей следующей статье.
Итак, сначала давайте кратко узнаем об операционном усилителе, затем создадим с ним схему, а затем изучим как работает схема генератора прямоугольных импульсов с подробными формулами. Генератор прямоугольных импульсов также называется Нестабильный мультивибратор .
Содержание
Что такое операционный усилитель OP-AMP?
Операционный усилитель (ОУ или операционный усилитель) представляет собой усилитель с высоким коэффициентом усиления, напрямую связанный, который обычно питается от положительных и отрицательных источников, что позволяет ему получать отклонения как над, так и под землей или в контрольной точке, которые обдуманный. Он особенно характеризуется своей реакцией на: частоту, изменение фазы и высокий коэффициент усиления, который определяется внешней обратной связью.
Благодаря своей конструкции он имеет высокое входное сопротивление (Z) и очень низкое выходное сопротивление. Это символ:
ИС операционного усилителя LM741 Обзор:
LM741 представляет собой интегральную схему, соответствующую серии операционных усилителей, которые предназначены для общих целей, поскольку они используются в качестве компараторов, мультивибраторов или усилителей.
Этот усилитель появился на свет в 1963 году в руках Fairchild Semiconductors с целью создания «вездеходного» операционного усилителя. Регистрационный номер этой интегральной схемы не случаен:
- Число 741 означает, что операционный усилитель состоит из 7 функциональных контактов.
- 4 контакта с возможностью приема входного сигнала
- И только 1 выходной контакт
- Так и образуется число 7-4-1 .
Так же, как и данные, внутри очень сложное расположение резисторов, конденсаторов и, прежде всего, транзисторов, именно это расположение обеспечивает все волшебство и заключено в единую схему.
ОУ LM741 Схема контактов:
Ниже приведена микросхема LM741 вместе со схемой выводов.
Как мы уже говорили, есть 4 входных контакта зеленого цвета и один выходной контакт на контакте 6. И имеет 7 используемых контактов.
Схема генератора прямоугольных импульсов
Принципиальная схема нестабильного мультивибратора приведена ниже.
Как видно из приведенной выше схемы генератора прямоугольных импульсов, конденсатор C и один резистор R подключены к инвертирующему выводу операционного усилителя. Неинвертирующий вывод соединен с делителем напряжения, который имеет 2 резистора R1 и R2. Мы подадим питание +12 вольт и +12 вольт на контакты 7 и 4 операционного усилителя 741 соответственно.
Итак, выше показана схема для ОУ в качестве генератора прямоугольных импульсов. На выходе Vo, если мы заставим его переключаться между положительным напряжением насыщения, а также отрицательным напряжением насыщения, мы можем получить прямоугольную волну на выходе этой схемы операционного усилителя.
Он также известен как нестабильный мультивибратор или автономный мультивибратор.
Работа генератора прямоугольных импульсов с использованием операционного усилителя 741
предположим, что напряжение на инвертирующем выводе равно V2, что представляет собой не что иное, как напряжение на конденсаторе C. назовем напряжение на неинвертирующем выводе как V1, а дифференциальное напряжение принимается за вид. Vid — дифференциальное напряжение между неинвертирующей и инвертирующей клеммами.
Дифференциальное напряжение Vid = V1-V2
Как только мы подаем напряжения питания на этот операционный усилитель, изначально конденсатор C не имеет заряда, поэтому на начальном этапе V2 можно принять за 0 вольт. Тогда дифференциальное напряжение принимается Vid = V1-0.
Теперь у вас возникнут сомнения в том, что такое напряжение на V1, потому что мы не предоставляем здесь никаких входных данных. Таким образом, V1 является не чем иным, как функцией выходного напряжения смещения, а также зависит от значений R1 и R2.
Таким образом, в начальном состоянии Vid представляет собой не что иное, как выходное напряжение смещения, но оно может быть положительным или отрицательным и зависит от полярности выходного напряжения смещения.
Теперь посмотрим на соответствующие сигналы схемы. Так как Vid в этом случае положителен, коэффициент усиления этого операционного усилителя максимален, потому что C не имеет никакого заряда. так что это положительное напряжение приведет к положительному напряжению насыщения на выходе операционного усилителя. Таким образом, мы можем изобразить начальную волну как: если Vid положительный, то на выходе будет положительное напряжение насыщения.
Теперь в это время конденсатор C начинает заряжаться в сторону положительного напряжения насыщения через этот резистор R и увеличивает свое напряжение V2 от 0 до определенного значения. скажем, как V1, потому что после получения значения V1 или после получения значения немного больше, чем V1. V2 даст отрицательный выход, и выход будет переключен с положительного напряжения насыщения на отрицательное напряжение насыщения.
Когда выход находится в отрицательном напряжении насыщения, конденсатор C начнет разряжаться до определенного уровня через резистор R. И когда V2 станет немного меньше, чем V1, выход снова переключится на положительное напряжение насыщения. Этот процесс продолжается снова и снова, что приводит к генерации прямоугольной волны.
Здесь величина V1 зависит от R1, R2 и Vsat. Уравнение для V1 можно записать, как показано ниже.
Здесь время T равно
Как мы знаем Частота = 1/Время
Решая это уравнение далее, мы получаем уравнение для частоты fo как
Частота волны обратно пропорциональна R и C. = 0,05 мкФ и R1 = 10 кОм, так как из приведенного выше уравнения R2 = 1,16 R1 мы получаем R2 = 11,6 кОм.
Чтобы получить значение R, используйте приведенное ниже уравнение
, подставив значения, которые мы уже знаем, мы можем получить значение R как 10 кОм.
Теперь давайте создадим схему для генератора прямоугольных импульсов частотой 1 кГц.
Для этой схемы нестабильного мультивибратора нам понадобится
- ОУ 741 IC
- 2 резистора по 10 кОм
- 1X 11,6K резистор
- 1X Конденсатор 0,05 мкФ
- Провода для подключения
Моделирование генератора прямоугольных импульсов в программном обеспечении Proteus
Вы можете спроектировать и смоделировать эту схему в программном обеспечении Proteus, которое имеет множество компонентов и, в основном, цифровой осциллятор, который нам нужен для проверки формы сигналов в этой схеме. Мы использовали его и поделились скриншотом прямоугольной волны ниже.
Или, если вы построили эту схему и хотите протестировать ее вживую, обратитесь к этой статье, в которой вы сможете собрать самодельный осциллограф с помощью Raspberry Pi Pico: Осциллограф для смартфона своими руками с использованием Raspberry Pi Pico.
Если вам понравился этот генератор прямоугольных импульсов , схема , подпишитесь на наш канал YouTube «Школы схемы» , чтобы мы могли публиковать больше интересных проектов.
