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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Компьютерная мышь без границ 26.12.2011 Корпорация Microsoft представила довольно интересное программное обеспечение Magic Mouse, которое позволяет управлять несколькими компьютерами и перетаскивать папки и файлы на разные машины с помощью одной связки мыши и клавиатуры. Программа проста в освоении и к тому же не требует никаких дополнительных настроек после установки. Необходимо выполнение одного условия: все компьютеры, с которыми вы планируете работать, должны быть частью домашней сети.

Другие интересные новости:

▪ Социальная сеть Google+

▪ 64-мп фотосенсор OmniVision для камер смартфонов

▪ Экситонный лазер на бактериях

▪ Автомобиль Hyundai c Google Glass и SoundHound

▪ Квашеная капуста как средство от рака

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Прошивки. Подборка статей

▪ статья Дела и дни. Крылатое выражение

▪ статья Какая профессия самая опасная в мире? Подробный ответ

▪ статья Зизифора тонкая. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Прибор ночного видения своими руками. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Теплогенератор Потапова - работающий реактор холодного ядерного синтеза. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025