2020-05-21
292
Схема генератора гармонического сигнала на операционном усилителе с мостом Вина в цепи обратной связи приведена на рисунке 4.1.
Рисунок 4.1 – Генератор гармонических колебаний на операционном усилителе с мостом Вина и цепи обратной связи
Частоту генерации определяют по формуле
При С = С 1 = С 2, R = R 3 = R 4 частота выходного напряжения
На неинвертирующий вход ОУ поступает сигнал положительной обратной связи, а несколько меньший по амплитуде сигнал отрицательной обратной связи – на инвертирующий вход ОУ, состоящей из резисторов R 1 и R 2.
Для обеспечения нормальной работы автогенератора коэффициент усиления по напряжению усилителя должен иметь значение
Ku = ( 1 +R 2 /R 1 )= 1/ b ³ 3.
В реальном RC -генераторе обычно частота плавно перестраивается в пределах заданного диапазона, для чего используются сдвоенные переменные резисторы R 3 и R 4 или сдвоенный блок конденсаторов С 1 и С 2 с изменяемыми ёмкостями.
Принимаем R 2 = R 3 = R 4 =R = 10 кОм.
Тогда R 1 =R 2 / (3-1) = 10∙103 / 2 = 5 кОм.
|
|
|
С 1 = С 2 =С= 1 /( 2 ∙π∙fг∙R)= 1 /2∙3,14∙1000∙10∙103 = 15,9 нФ.
Принимаем из стандартного ряда (приложение В) С= 16 нФ.
Модель г енератора гармонических колебаний на ОУ КР140УД11 (LM318N8) в среде Multisim приведена на рисунке 4.2. Для возбуждения колебаний в модели предусмотрен источник постоянного напряжения U 1, подключаемый на короткое время ключом SB 1. Незатухающие колебания возможны при Ku ³ 3, следовательно, сопротивление R 1³5 кОм. Примем R 1 = 4,9 кОм.
Для обеспечения требуемого напряжения на выходе можно установить делитель напряжения:
Задаваясь сопротивлением Rd 2=2 кОм и зная напряжение на выходе генератора без делителя Uг =9,56 В (рисунок 4.2), находим
Рисунок 4.2 – Модельгенератора гармонических колебаний на ОУ с осциллограммой выходного напряжения
Результаты моделирования: U 1=0,966 В, f =0,993 кГц, что соответствует заданию.
Задача 4.2. Расчёт симметричного мультивибратора .
Разработать симметричный мультивибратор на операционном усилителе [1-5], обеспечив максимальное значение напряжения 
, длительность импульса 
, время фронта 
= 2 мкс. Описать работу, осуществить моделирование работы схемы в Multisim [10,11]. Исходные данные приведены в таблице 4.2.
Таблица 4.2 – Исходные данные к задаче 2
| Номер варианта |  , В
|  , мкс
|
| 1 | 10 | 5000 |
| 2 | 9 | 4800 |
| 3 | 8 | 4600 |
| 4 | 7 | 4400 |
| 5 | 6 | 4200 |
| 6 | 10 | 4000 |
| 7 | 9 | 3800 |
| 8 | 8 | 3600 |
| 9 | 7 | 3400 |
| 10 | 6 | 3200 |
| 11 | 10 | 3000 |
| 12 | 9 | 2800 |
| 13 | 8 | 2600 |
| 14 | 7 | 2400 |
| 15 | 6 | 2200 |
| 16 | 10 | 2000 |
| 17 | 9 | 1800 |
| 18 | 8 | 1600 |
| 19 | 7 | 1400 |
| 20 | 6 | 1200 |
| 21 | 10 | 1000 |
| 22 | 9 | 900 |
| 23 | 8 | 800 |
| 24 | 7 | 700 |
| 25 | 6 | 600 |
| 26 | 10 | 500 |
| 27 | 9 | 400 |
| 28 | 8 | 300 |
| 29 | 7 | 200 |
| 30 | 6 | 100 |
