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:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Гарнитура Logitech G Pro X 10.07.2019 Компания Logitech представила гарнитуру Logitech G Pro X, разработанную специально для пользователей, проводящих много времени за компьютерными играми - в частности, для геймеров, участвующих в турнирах и командных соревнованиях. Утверждается, что при создании новинки особое внимание уделялось комфорту при длительном ношении, а также качеству речи и звука. В частности, использован особый съемный микрофон Blue VO!CE, позволяющий существенно повысить качество голоса. Новинка относится к накладному типу. Применены специально разработанные 50-миллиметровые излучатели с неодимовыми магнитами. Диапазон воспроизводимых частот простирается от 20 Гц до 20 кГц. В комплект поставки входят внешний цифро-аналоговый преобразователь (DAC) с интерфейсом USB и 2-метровый соединительный кабель с контроллером для регулировки уровня громкости и быстрого приглушения звука. В конструкции применяются алюминий и материал с памятью формы. Устройство весит приблизительно 320 граммов (без соединительного кабеля). Приобрести гарнитуру Logitech G Pro X можно будет по ориентировочной цене 130 долларов США.

Другие интересные новости:

▪ Дрон чувствует запахи

▪ Приливная электростанция MeyGen установила мировой рекорд

▪ Камера для съемок цветного видео в абсолютной темноте

▪ ISL43640 - мультиплексор-демультиплексор 4:1

▪ Прототип бионического глаза напечатан на 3D-принтере

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Справочник электрика. Подборка статей

▪ статья Воляпюк. Крылатое выражение

▪ статья Какими вкусовыми и питательными свойствами отличаются белые яйца от коричневых? Подробный ответ

▪ статья Тархун. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Автосигнализация с управлением на ИК-лучах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Арабские пословицы и поговорки. Большая подборка

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025