2.3. Генератор прямоугольных импульсов

Рисунок 2.4.

В схеме генератора R8-R9-C1-VD1-VD2 образуют цепь ООС, которая обеспечивает заданное время пребывания ОУ в одном из крайних состояний (цепь частото-зависимая).

R1-R2 частото-независимая цепь ПОС; обеспечивает лавинообразный процесс переключения ОУ и прямоугольную форму U_вых.

, . (2.5)

После включения источника питания ОУ переходит в одно из крайних состояний за счет реального значения U_см  0 и действия цепи ПОС. После этого C1 заряжается по экспоненте и, когда напряжение на инвертирующем входе достигнет напряжения на неинвертирующем входе и его превысит меняется знак разности на входах ОУ и он переключается в другое крайнее состояние. После этого C1 перезаряжается от U_вых другого знака и далее процесс повторяется. В результате на выходе генератора получаем переменное напряжение прямоугольной формы. С помощью переменного резистора R8 можно изменить длительность положительного и отрицательного импульсов.

Условие переключения:

U_CU_ПОС (2.6)

Рисунок 2.5.

Частота переключения f_П при + U_ОУмакс=- U_ОУмакс:

. (2.7)

4. Оценка сходимости теоретических и экспериментальных данных

Сходимость теоретических и экспериментальных данных считается нормальной, если отклонение экспериментально полученной величины квазирезонансной частоты f _М моста Вина от ее теоретического значения f_C = 1/ 2R1C1 не превышает 5% и определяется погрешностью номиналов RC-элементов и средств измерения.

3. Порядок проведения работы

3.1. Исследовать схему генератора синусоидальных колебаний на ОУ.

3.1.1. Собрать на стенде цепь положительной ОС с мостом Вина (R1 = R2 = 8,2 кОм, C1 = C2 = 0,02 мкФ) и снять амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) в диапазоне частот 32 Гц – 64 кГц. Измерение выходного напряжения производить внешним вольтметром, а частоту входного сигнала задавать встроенным генератором звуковой частоты.

Рисунок 3.1.

3.1.2. Построить график АЧХ в логарифмическом масштабе и определить по нему квазирезонансную частоту f_M моста Вина, сравнить эту частоту с теоретическим значением f_C = 1/2R1C1.

3.1.3. Собрать на стенде схему генератора синусоидальных колебаний с цепями положительной ОС (R1-R2-C1-C2) и отрицательной ОС (R4-R5-R6). Изменяя сопротивление R5 в цепи отрицательной ОС, устранить искажения синусоидального выходного сигнала, форму которого наблюдают с помощью осциллографа. По нему определить также амплитуду и частоту генерируемых колебаний и сравнить ее со значениями f_C и f_M.

3.1.4. Изменить параметры моста Вина, подключив вместо C1 и C2 конденсаторы C1` и C2`. Зафиксировать изменение амплитуды выходного сигнала генератора с помощью вольтметра.

3.1.5. Подключить вместо линейной цепи R5-R6 отрицательной ОС полупроводниковый термистор R7,зафиксировать изменение амплитуды выходного сигнала при изменении конденсаторов моста Вина и оценить это изменение, по сравнению с п. 2.1.4.

3.2. Исследовать схему генератора прямоугольных импульсов.

3.2.1. Собрать на стенде схему генератора с цепями положительной ОС (R1-R2) и отрицательной ОС (C1-R8-R9-VD1-VD2). Изменяя сопротивление R9, зафиксировать с помощью осциллографа минимальную и максимальную длительности выходных импульсов генератора t_И, а также диапазон изменения скважности импульсов Q = T/t_И.

3.2.2. Установить резистором R9 скважность импульсов Q=2, определить фактическую частоту генератора f_П и сравнить ее с теоретической f_П при R8 = 16 кОм:

. (4.1)