МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА" Інститут комп’ютерних наук і інформаційних технологій Кафедра автоматизованих систем управління ДОСЛІДЖЕННЯ АВТОКОЛИВНИХ ТА ЗАГАЛЬМОВАНИХ ГЕНЕРАТОРІВ ПРЯМОКУТНИХ ІМПУЛЬСІВ НА БАЗІ ОПЕРАЦІЙНОГО ПІДСИЛЮВАЧА. Лабораторна робота № 8 з дисципліни " Елементи і вузли поліграфічної техніки " Лабораторна робота № 8 ДОСЛІДЖЕННЯ АВТОКОЛИВНИХ ТА ЗАГАЛЬМОВАНИХ ГЕНЕРАТОРІВ ПРЯМОКУТНИХ ІМПУЛЬСІВ НА БАЗІ ОПЕРАЦІЙНОГО ПІДСИЛЮВАЧА. Мета роботи - вивчення принципів роботи і розрахунку автоколивних та загальмованих генераторів прямокутних імпульсів, реалізація їх на операційних підсилювачах (ОП) та набуття досвіду наладки і досліджень за допомогою моделювання їх роботи на EWB. 1. ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ 1.1 Автоколивний генератор прямокутних імпульсів (ГПІ) на ОП Автоколивний ГПІ ( інша назва – мультивібратор МВ) – реалізується на операційному підсилювачі за достатньо простою схемою - за допомогою інвертуючого тригера Шмітта, який охоплений зворотним зв’язком та фільтра нижніх частот [1]. (Тригер Шмітта функціонально є компаратором, рівні включення і виключення якого не зівпадають як у звичайного компаратора, а різняться на величину, яка називається гістерезисом перемикання).

Рис.1. Схема автоколивного ГПІ на операційному підсилювачі. Коли потенціал на інвертуючому вході операційного підсилювача (ОП) досягає порогу спрацювання тригера Шмітта ( див. рис.1), то схема перемикається і її вихідна напруга стрибком змінює свій знак і приймає протилежне граничне значення. При цьому потенціал на інвертуючому вході починає змінюватися у протилежну сторону, поки не досягне другого порогу спрацювання. Рівні спрацювання тригера Шмітта залежать від величини зворотнього зв’язку UПОРОГ - = UПОРОГ + = (R3 / R2) • UМАХ, /1/ де UМАХ, - напруга живлення операційних підсилювачів UМАХ = |ЕК|. Період коливань рівний подвоєному часу, який необхідний конденсатору С1, щоб його вихідна напруга змінилася від UПОРОГ - до UПОРОГ +: ТГПІ= tі-+ tі+=R1•С1•ln[1+(2•R3 / R2)]+R2•С2•ln[1+(2•R3 / R2)]=2•t1=2•R1•С1•ln [1+(2•R3 / R2)], /2/ При R3 = R2 період коливань складає ТГПІ = tі-+ tі+= (1.15•R1•С1)+(1.15•R2•С2)= 2•(1.15•R1•С1)= 2,3•R1•С1, /3/ Змінити співвідношення tі- і tі+ можна, якщо замість резистора R1 ввести дві паралельні ланки з двох різних за величиною резисторів з послідовно в різному напрямку ввімкненими діодами VD1 і VD2 , як це показано на рис.2. При цьому тривалості імпульсів tі-+ tі+і період ТГПІ ТГПІ= tі-+ tі+=R1’•С1•ln[1+(2•R3 / R2)]+R1’’•С2•ln[1+(2•R3 / R2)], /4/ При R3 = R2 ТГПІ = tі-+ tі+= (1.15•R1’ •С1)+(1.15•R1’’ •С2)= 1.15•(R1’ •С1 + R1’’ •С1), /5/ Таким чином, період коливань і відповідно частота прямокутних імпульсів не залежить від рівня UМАХ операційного підсилювача. Змінюючи постійну часу (значення R1 і С1) та величину зворотнього зв’язку (R3 / R2) , можна змінювати тривалість імпульсів у широкому діапазоні.

Рис.2. Вплив на тривалість вихідних імпульсів від заміни R1 = 1кОм на R1’ = 1кОм і R1’’ = 2кОм через відповідно включені діоди VD1 і VD2. 1.2 Загальмований генератор прямокутних імпульсів (ГПІ) на ОП Загальмований ГПІ ( інша назва – одновібратор ОВ) на операційному можна отримати з авто-коливного ГПІ (див. рис.1), якщо зашунтувати конденсатор С1 діодом, як це показано на рис.3.

Рис.3. Схема загальмованого ГПІ на операційному підсилювачі. Це виключає можливість заряду конденсатора С1 до напруги UПОРОГ – і забезпечує один стійкий стан пристрою, як показано на часових діаграмах на рис.3. У початковому стані конденсатор С1 розряджений і на виході пристрою маємо напругу ЕК – : струм протікає через резистор R1 і діод VD1 . Щоб перевести пристрій у квазістійкий стан (тобто отримати на виході пристрою один визначеної тривалості імпу...