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:

Легкий бег влияет на мозг и самоконтроль 13.10.2026

Физическая активность не обязательно должна быть интенсивной, чтобы на короткое время изменить состояние мозга. Новое исследование японских специалистов показывает, что даже непродолжительный бег с очень небольшой нагрузкой способен повлиять на настроение, внимание и способность контролировать собственные действия. Причем для этого, по данным эксперимента, может быть достаточно всего 10 минут. Работу провели исследователи из Университета Цукубы с участием 24 здоровых молодых людей. Добровольцы выполняли два разных условия: в одном случае они спокойно сидели в течение 10 минут, а в другом такое же время проводили на беговой дорожке. Скорость во время пробежки составляла приблизительно от 3 до 6 км/ч, поэтому нагрузка оставалась сравнительно небольшой. Средняя частота сердечных сокращений участников при этом находилась в пределах 104-107 ударов в минуту. После завершения физической активности добровольцы сообщали о большей бодрости и более приятном эмоциональном состоянии по сравне ...>>

Ноктбук HP OmniBook 5 13.10.2026

Рынок доступных ноутбуков постепенно становится все более интересным: производители пытаются предложить покупателям устройства, которые сочетают невысокую цену с характеристиками, еще недавно характерными преимущественно для более дорогих моделей. Компания HP решила сделать ставку именно на такой подход, представив OmniBook 5 - Windows-ноутбук с OLED-дисплеем, аппаратными возможностями для работы с искусственным интеллектом и заявленной автономностью до 42 часов. Стоимость базовой версии начинается с $699, что делает новинку прямым конкурентом таким устройствам, как MacBook Neo. Основой ноутбука стал 14-дюймовый OLED-дисплей с разрешением 1920 x 1200p. Экран поддерживает мультисенсорное управление, защищен стеклом Gorilla Glass 3 и способен отображать 100% цветового пространства DCI-P3. Таким образом, HP предлагает не просто стандартную панель для офисной работы, а дисплей с характеристиками, которые могут заинтересовать пользователей, обращающих внимание на качество изображения и ц ...>>

Донорское сердце способно быстро перенимать биологический возраст реципиента 12.10.2026

Возраст органов определяется не только количеством прожитых лет. На молекулярном уровне ткани могут стареть с разной скоростью, а после пересадки, как показывают новые эксперименты, их биологические характеристики способны заметно меняться под воздействием организма, в который они попадают. Исследователи из Бостона обнаружили, что молодые донорские сердца после трансплантации довольно быстро приобретают признаки биологического возраста реципиента, тогда как более старые органы могут, напротив, демонстрировать признаки омоложения. Чтобы оценить эти изменения, ученые применили три так называемых "часа старения" - молекулярных инструмента, позволяющих приблизительно определять биологический возраст клеток и тканей. В отличие от обычного календарного возраста, такие показатели отражают состояние организма на уровне определенных молекулярных изменений. Именно их анализ позволил специалистам проследить, как меняются пересаженные сердца спустя несколько месяцев после операции. Основные ...>>

Случайная новость из Архива Утята способны к абстрактному мышлению 25.07.2016 Исследователи из Оксфорда поставили с эксперимент: новорожденным утятам показывали пару геометрических объектов, связанных друг с другом и двигавшихся по кругу. Это могли быть цилиндр и пирамида, или шар и куб, или куб и цилиндр, и т. д., окрашенные в определенный цвет - синий, красный, желтый. Утята объекты запечатлевали у себя в уме и начинали за ними бегать. Но потом им показывали уже другие геометрические композиции, которые формой и цветом отличались от тех, что утята видели раньше, хотя пары в целом были чем-то похожи. Например, утенку с запечатленной парой сфер демонстрировали пару пирамид или же пару из пирамиды и цилиндра. Ни пирамида, ни цилиндр не похожи на сферу, но пара сфер похожа на пару пирамид тем, что оба объекта в них одинаковой формы. Иными словами, цель была в том, чтобы выяснить, могут ли птенцы оперировать такими признаками сходства и различия, могут ли они их обобщать. Как оказалось, могут: большинство утят, которым показывали две сферы, следовали потом за двумя пирамидами, но не за двумя разнородными предметами. Если же запечатлеванию подвергались именно разнородные предметы, то есть если птенцы сначала видели, например, цилиндр и шар, то потом они следовали не за пирамидой и пирамидой, а за пирамидой и кубом - потому что новая пара несходных предметов была больше похожа на первую пару из цилиндра и шара. Скорее всего, насущная биологическая необходимость заставила их в ходе эволюции освоить стремительное абстрактное мышление: вспомним, что импринтинг нужен птенцам, чтобы запомнить, как выглядит мать. И если бы они просто делали что-то вроде мгновенного фотоснимка и потом сравнивали ее с ним, они бы быстро потерялись - ведь настоящая утка-мать ходит, плавает, машет крыльями, поворачивается то одним боком, то другим, и всякий раз выглядит в определенном смысле иначе. Так что, глядя на нее, утятам приходится держать в голове какие-то признаки, которые позволяли бы узнать мать в любой ситуации.

Другие интересные новости:

▪ От хронической боли поможет нейростимуляция

▪ Персональное устройство для считывания пластиковых карт Chip Shield Reader

▪ Новые оптические диски для сотовых телефонов нового поколения

▪ 8-ядерный процессор Kirin 920 с поддержкой VoLTE и QHD-экранов

▪ Проводимость кристалла повышается в 400 раз

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Акустические системы. Подборка статей

▪ статья Ворон ворону глаз не выклюет. Крылатое выражение

▪ статья Как дышит рыба? Подробный ответ

▪ статья Сосна черная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Генератор шума дизеля. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Разделительный фильтр-кроссовер для автомобильного сабвуфера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026