(495)510-98-15
Меню
Главная »  Промышленная электроника 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 [ 65 ] 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166

йно изменяющееся напряжение (рис. 3.12) характеризуется

ЙНи мальным значением Um, длительно с-з к с

, ю хода

и г и м а

м рабочего хода /р, временем обратного тЬ!?я / и коэффициентом нелинейности:

(0)- М-, (3.32)

и' (0)

н'(0), и'(р) - скорости изменения напряжения во времени (про-ныё) соответственно в начале и в конце рабочего участка. И3 формирование линейно изменяющегося (пилообразного) апряжения основано на чередовании во времени процессов заряда и разряда конденсатора.

Простейшая схема генератора, в котором для получения линейно изменяющегося напряжения используют начальный участок экспоненциального заряда конденсатора, приведена на рис. 3.13, а. Функцию элемента, создающего цепь для быстрого разряда конденсатора, выполняет транзистор.

Разряд конденсатора и поддержание на нем напряжения, близкого к нулю, происходит в интервалах паузы tn входного сигнала (рис. 3.13, б, в), когда транзистор Т находится в режиме насыщения. Открытое состояние обеспечивается протеканием тока базы через резистор R5. Линейно изменяющееся напряжение формируется, когда транзистор заперт входным импульсом напряжения отрицательной полярности длительностью tp.

Характер изменения напряжения на конденсаторе при закрытом транзисторе (считаем /к0~ 0) подчиняется закону

ис = 0 -е~/т), (3.33)

где т = CRK - постоянная времени зарядной цепи, выбираемая много больше времени tp.

Поскольку для конденсатора ducldt = icIC, коэффициент нелинейности (3.32) может быть найден по значениям тока конденсатора в начале и в конце рабочего участка:

МО) v

Для рассматриваемого случая /(0) = EJRK, I(tv) = (Ек - Um)/RK, откуда s = UJEH.

В соответствии с выражением (3.34) идеальной линейности формируемого напряжения (s == 0) соответствует процесс заряда конденсатора на интервале /р неизменным током. Неизменный зарядный ток обеспечивают применением в цепи заряда конденсатора токостабили-зиРУющего элемента, функцию которого обычно выполняет транзистор, включенный по схеме ОБ (или ОЭ). Принцип токовой стабилизации основывается на свойстве коллекторных характеристик транзистора, согласно которому коллекторный ток (ток заряда конденса-Тора) слабо зависит при заданном токе эмиттера (базы) от напряжения на транзисторе. Схемы с неизменным зарядным шоком позволяют пол-нее использовать напряжение питания при формировании линейно



изменяющегося напряжения. Напряжение Um здесь близко к .? то же время коэффициент е достаточно мал.

Пример построения схемы генератора приведен на рис. 3. Постоянство зарядного тока достигается с помощью транзистор включенного по схеме ОБ. Стабилитрон Д11 и резистор R5 обес вают постоянство напряжения на базе транзистора 7Y Резисто; задает его ток эмиттера /э2 = (Ек - £/от - Ua5z)/R3 и соответс! но ток заряда конденсатора (ток коллектора) jCaap = /к2 = q

На интервале ta (рис. 3.13, б) открытого состояния транзщ 7\ через него протекает ток /к2, напряжение на конденсаторе С ко к нулю. На интервале tv, когда транзистор Т1 закрыт, ток /к2 < ловливает ток tC3ap заряда конденсатора. При неизменном ток

мого значения Um. При Umza Ек имеем /к2/С = Ejtv-

В рассмотренных схемах нагрузка подключается непосредст но к конденсатору. При наличии нагрузки ток конденсатора на \ тервале tp равен разности токов заряда по цепи источника питани разряда на нагрузку. Если учесть, что ток разряда возрастает по ре повышения напряжения, то результирующий ток конденсату будет меньше, а его закон изменения будет отличаться от режима-лостого хода генератора. В схеме рис. 3.13, г, в частности, это п водит к нарушению постоянства тока конденсатора на интервале Подключение нагрузки сказывается на уменьшении амплитуды формируемого напряжения и ухудшении его линейности. В связ этим указанные схемы находят применение при высокоомной нагруз. оказывающей малое шунтирующее действие на конденсатор (ко ток его разряда на нагрузку составляет доли единицы и единицы п цента от тока заряда). В противном случае применяют схемы, не име щие непосредственной связи конденсатора с нагрузкой, либо схеме обеспечивающие компенсацию воздействия нагрузки. ,

В настоящее время генераторы с малым значением коэффициент нелинейности (е< 0,01) и слабым влиянием нагрузки на форму выло ного напряжения создаются с использованием операционных усили лей. В частности, распространены генераторы на основе интегратору управляемого входным импульсом напряжения прямоугольной фор мы (см. рис. 2.52, а).

Высокую линейность пилообразного напряжения позволяет обес; печить схема, приведенная на рис. 3.14, а. Генератор выполнен н§. основе схемы рис. 3.13, а. Элементами схемы рис. 3.14, а являютс| источник питания Е3, зарядный резистор R3, конденсатор С и разрядный транзистор Т- Выходное напряжение генератора представляв собой усиленное операционным усилителем напряжение на кондеЦ: саторе, ОУ охвачен отрицательной (резистор R2, а также резистор Ri и источник питания Е0) и положительной (резистор /?4) обратными связями.

Управление работой генератора производится транзистором 5 * осуществляющим разряд конденсатора до нуля и обеспечивающим




вЫХ

,лое время обратного хода tQ формируемого напряжения. Эта функ-йЯ часто возлагается на интегральный транзистор специальной серии микР°схем (иапРимеР КЮ1) с падением напряжения в открытом состоянии 50-300 мкВ. Длительность открытого состояния транзисто-

f определяется длительностью tn Р одного импульса напряжения положительной полярности (рис. 3.14,6). ВИД кривых напряжений на конденсаторе и на выходе схемы показан на рис. 3.14, в, г.

рассмотрим процессы, протекающие в схеме при формировании линейно изменяющегося напряжения.

На интервале /р ОУ работает в линейном режиме. Если принять для ОУ о = 0. то напряжение , ,= ис= = (-н и для цепи обратной связи по инвертирующему входу можно записать следующее уравнение для токов:

Р 2

с0 ---

(3.35)

Ri + R-г

Токи цепи обратной связи по не-инвертирующему входу ОУ связаны соотношением

Ея - и„


С ~

(3.36)

В результате подстановки выражения (3.35) в (3.36), а также учи-

тывая, что in = С > находим

Рис. 3.14. Схема генератора ли нейно изменяющегося напряже ния на ОУ (а) и его диаграммы (б

временные - г)

duc dt

\ Rs

RiRi

(3.37)

Характер изменения во времени напряжения на конденсаторе зависит от соотношений сопротивлений резисторов, определяющих сомножитель второго члена левой части уравнения (3.37). При

> (RiR4)/R2 и R3<Z (RiR/Rz кривая напряжения ис получается соответственно вогнутой или выпуклой формы, а при

RJRi = Rt/Rs

(3.38)

зак^ЯЖеНИе На конденсатоРе изменяется во времени по линейному



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 [ 65 ] 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166



© 2018 ООО "Стрим-Лазер": Лазерная гравировка.
Все права нотариально заверены. Копирование запрещено.