Генераторы на ОУ серии КР1446. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Радиолюбителю-конструктору

 Комментарии к статье

Особенностью ОУ серии КР1446 является расширенный до напряжения источника питания допустимый интервал входного и выходного напряжения. Это позволяет применять их в различных устройствах с низковольтным питанием, где важно максимально использовать напряжение источника.

Схема генератора, который вырабатывает два выходных сигнала - треугольной и прямоугольной форм, - показана на рис. 1.

В месте соединения резисторов R1 и R2 образуется искусственная средняя точка, напряжение в которой определяет режим обоих ОУ. На ОУ DA1.1, резисторе R4 и конденсаторе С1 построен интегратор, а на ОУ DA1.2 с резисторами R3 и R5 - триггер Шмитта. Особенность триггера - очень широкая петля гистерезиса Uгист = Uпит R3/R5 и точные и стабильные пороги переключения. Широкая петля позволяет получить максимальную амплитуду треугольного напряжения на выходе интегратора, поскольку размах этого сигнала соответствует ширине петли.

Частоту генерации можно с достаточной для практики точностью рассчитать по формуле fr = R5/4C1·R3 - R4. При указанных на схеме номиналах элементов частота генерации равна 265 Гц, причем с изменением напряжения питания от 2,5 до 7 В ее отклонение от указанного значения не превысило 1%.

Описанное устройство несложно превратить в генератор, управляемый напряжением (ГУН), если неинвертирующий вход ОУ DA1.1 отключить от искусственной средней точки источника питания и подавать на этот вход управляющее напряжение. Зависимость частоты генерации от напряжения управления Uупр иллюстрирует нижняя кривая на рис. 2. Она снята при напряжении питания 5 В, емкости конденсатора С1 430 пф и DA1 - КР1446УД5.

Начальный участок кривой - от 5 до 500 мВ - обладает неплохой линейностью, частота пропорционально меняется от 10 до 1000 Гц. Если необходимо увеличить протяженность линейного участка, можно сделать интегратор несимметричным (рис. 3). При малом уровне напряжения на выходе ОУ DA1.2, т. е. на выходе генератора, происходит относительно медленный процесс интегрирования, скорость нарастания напряжения на выходе ОУ DA1.1 определяется напряжением Uynp и постоянной времени цепи C1R1. Полный размах пилообразного напряжения на выходе ОУ DA1.1, как и в генераторе по схеме рис. 1, равен ширине петли гистерезиса триггера Шмитта, собранного на ОУ DA1.2, поэтому длительность прямого хода tnp= Uпит·R1·R3·С1 / Uynp·R6.

Когда на выходе ОУ DA1.2 низкий уровень напряжения сменяется высоким, открывается диод VD1, параллельно резистору R1 подключается R2 и скорость интегрирования существенно увеличивается, а длительность обратного хода соответственно уменьшается. Поэтому с большой степенью точности можно считать, что период генерируемого сигнала определяет длительность прямого хода, и частота равна: fr = Uynp·R6/Uпит·С1·R2·R3.

На рис. 2 изображена экспериментально полученная зависимость частоты выходных импульсов (верхняя кривая) от напряжения управления для генератора по схеме рис. 3. Участок линейной зависимости стал длиннее в шесть раз - до значения управляющего напряжения 3 В (до выходной частоты 6 кГц).

Зависимость частоты генерации от напряжения управления вблизи нуля в большой степени зависит от сдвига нуля конкретного экземпляра используемого ОУ. На практике частота выходных импульсов может быть равной нулю как при небольшом плюсовом напряжении Uупр, так и при минусовом.

При практическом применении генератора в тех случаях, когда возможно превышение управляющего напряжения над питающим, в разрыв цепи управления (вывод 3 ОУ DA1.1) следует включать резистор сопротивлением несколько десятков килоом.

На рис. 4 представлена схема ГУН, в котором возможна точная подстройка нуля.

При низком напряжении на выходе ОУ DA1.2 (выход генератора) транзистор VT1 закрыт и напряжение на выходе интегратора на ОУ DA1.1 плавно уменьшается со скоростью, пропорциональной управляющему напряжению. Когда оно снизится до нижнего порога переключения триггера Шмитта на ОУ DA1.2, на его выходе появится высокий уровень, который откроет транзистор VT1. Так как на неинвертирующии вход ОУ DA1.1 с делителя R4R5 подано напряжение около 100 мВ, этот ОУ перейдет в режим переключения и напряжение на его выходе начнет повышаться со скоростью, определяемой максимальным выходным током операционного усилителя и емкостью конденсатора С1. Когда напряжение на выходе ОУ DA1.1 достигнет верхнего порога переключения триггера Шмитта на ОУ DA1.2, он переключится, транзистор VT1 закроется, процесс повторится.

Поскольку длительность обратного хода намного меньше, чем прямого, частота зависит от управляющего напряжения вполне линейно.

Без резисторов R1 и R2 частота равна нулю при входном напряжении, равном напряжению на резисторе R5. Цепь R1R2 позволяет сделать так, чтобы частота была нулевой при нулевом управляющем напряжении.

Ширина петли гистерезиса триггера Шмитта на ОУ DA1.2 при R7=R8 равна Uгист = Uпит/(1+2R9/R8), а генерируемая частота может быть определена по формуле fr= Uynp (1+2R9/R8) /Uпит/·С1·C3.

На рис. 5 показана экспериментально снятая зависимость частоты выходраничение сигнала операционным усилителем DA1.2, что вполне обспечивают ОУ рассматриваемой серии. Важно также, чтобы амплитуда сигнала на выходе ОУ DA1.2 была меньше, чем уровни ограничения сигнала на выходе ОУ DA1.1.

В упомянутом прототипе это достигнуто уменьшенным напряжением питания ОУ DA1.2 по сравнению с ОУ DA1.1 Близкий эффект в генераторе по схеме рис. 6 достигнут путем перевода ОУ DA1.2 в режим усиления - ограничения, в результате чего на его выходе формируются колебания трапецеидальной формы с пониженным уровнем гармоник по сравнению с прямоугольным сигналом, формируемым соответствующим ОУ в прототипе.

При указанных на рис. 6 номиналах элементов и напряжении питания 5 В резистором R5 можно перестраивать частоту выходного сигнала в пределах 1600...5800 Гц, однако на частоте 3000 Гц и более форма генерируемой синусоиды заметно искажалась, а амплитуда падала до 60% от значения на низкой частоте. При С1=С2=0,047 мкФ полоса перестройки равна 170...640 Гц при хорошей форме сигнала, а неравномерность амплитуды по полосе не превышала 10%.

Автор: С.Бирюков, г.Москва

Смотрите другие статьи раздела Радиолюбителю-конструктору.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Атомный секрет вечного блеска золота 20.06.2026

Золото издавна считается символом вечности и благородства не только из-за своей редкости, но и благодаря удивительной химической стойкости. В отличие от большинства металлов, оно не окисляется на воздухе, не тускнеет и не покрывается ржавчиной даже спустя тысячелетия. Эта уникальная инертность позволила золотым артефактам сохранять первозданный блеск с древних времен. Однако точный механизм такой защиты долго оставался загадкой для ученых. Недавнее исследование американских химиков-вычислителей раскрыло, что дело не просто в слабом взаимодействии с кислородом, а в особой атомной структуре поверхности металла. Сотрудники Тулейнского университета Санту Бисвас и Мэтью М. Монтемор провели детальное компьютерное моделирование, чтобы понять, как молекулы кислорода взаимодействуют с поверхностью золота. Ученые сравнили два основных типа атомных структур: "реконструированные" и "нереконструированные" поверхности. Было доказано, что природная способность золота к перестройке атомов играет кл ...>>

Смарфон Realme 16T 5G 20.06.2026

В сегменте доступных смартфонов с акцентом на длительную работу без подзарядки компания Realme представила интересную новинку - модель Realme 16T 5G. Главным преимуществом устройства стала по-настоящему впечатляющая батарея емкостью 8000 мАч, которая способна обеспечить до трех дней автономной работы при умеренном использовании. При этом инженерам удалось сохранить относительно компактный корпус толщиной менее 9 мм и вес всего 224 грамма, что делает смартфон удобным для повседневного ношения несмотря на внушительный аккумулятор. Смартфон оснащен большим 6,8-дюймовым LCD-дисплеем с высокой частотой обновления 144 Гц и пиковой яркостью до 1200 нит. Такое сочетание обеспечивает плавную картинку в динамичных сценах и комфортное восприятие контента даже под прямыми солнечными лучами. За производительность отвечает энергоэффективный процессор MediaTek Dimensity 6300, дополненный оперативной памятью LPDDR4X и накопителем UFS 2.2. Для эффективного отвода тепла во время продолжительных нагру ...>>

Проблема набора веса после 40 19.06.2026

С возрастом многие люди замечают, что поддерживать привычный вес становится все сложнее, даже если рацион и уровень активности существенно не меняются. Ученые из Каролинского института в Швеции раскрыли одну из ключевых биологических причин этого явления. Они показали, что с годами в жировой ткани замедляется процесс обновления липидов, из-за чего организм постепенно накапливает жир. Это естественное возрастное изменение объясняет, почему после 40 лет тело начинает "работать" иначе, способствуя набору веса. В долгосрочном исследовании специалисты наблюдали за жировой тканью 54 мужчин и женщин на протяжении в среднем 13 лет. Независимо от того, набирали участники вес или, наоборот, худели, у всех без исключения скорость липидного обмена в жировых клетках заметно снижалась. Жир в клетках обновляется все медленнее, и этот процесс происходит автоматически с течением времени. Те, кто не компенсировал замедление уменьшением калорийности питания, в среднем набирали около 20% от исходного в ...>>

Случайная новость из Архива Жидкость с пьезоэлектрическим эффектом 11.04.2023 Американские ученые открыли жидкость, превращающую механическую силу в электрический заряд. Исследователи из Университета штата Мичиган описали первую известную жидкость, действующую как пьезоэлектрический материал. Она преобразует давление в электричество и напротив. Считалось, что такими свойствами обладают только жесткие тела. Открытие может создать новое направление в оптике и гидравлике. Физики нашли необыкновенные характеристики, работая с ионными жидкостями. Это соли, сохраняющие жидкое состояние при необычно низких температурах (нижней температуре кипения воды). Материал, состоящий только из положительно и отрицательно заряженных ионов, представляет собой вязкую структуру, напоминающую машинное масло или кленовый сироп. Исследование показало, что когда ионные жидкости помещали в цилиндр и сжимали поршнем, они генерировали электричество, пропорциональное приложенной силе. Ученые также обнаружили обратный эффект: оптические свойства ионных жидкостей изменялись под действием электрического тока. К примеру, когда исследователи поместили эти жидкости в контейнер в форме линзы, они обнаружили, что электрический заряд может изменить фокусное расстояние. Пьезоэлектричество известно ученым с XIX века, но все традиционные исследования изучали только жесткие тела. Они выделяют электричество под давлением, а под действием электричества могут изменять форму. Физики пока не понимают, как возникает пьезоэлектрический эффект в ионных жидкостях. Они продолжат исследование, чтобы раскрыть природу этого явления. Независимо от результата, исследователи считают, что новые свойства ионных жидкостей можно использовать для создания новых прикладных направлений: оптических и гидравлических устройств, управляемых с помощью электричества. Кроме того, безвредные жидкости могут заменить токсичные классические пьезоэлектрики из свинца.

Другие интересные новости:

▪ Western Digital представил устройство 3 в 1

▪ Пыле- и влегозащищенный смартфон LG Optimus GJ

▪ Стереоаудиоподсистема LM4934 Boomer

▪ Платформа Foxconn Banana Pi для мини-ПК и встраиваемых систем

▪ Улитки съедят Англию

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электричество для начинающих. Подборка статей

▪ статья Факторы риска наркотизации подростков. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Почему скифы носили на поясах золотые чаши? Подробный ответ

▪ статья Елоха. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Микрофон на специализированной микросхеме. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Левитация себя. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026