RC веригата генерира триъгълни импулси

Тази схема ви позволява да "коригирате" експоненциалните фронтове, присъщи на сигналите на стандартните релаксиращи RC осцилатори, и да получите триъгълни импулси с линейно увеличение и намаляване на напрежението. За да увеличи скоростта на зареждане във всеки половин цикъл и да линеаризира кривата, веригата използва положителна обратна връзка.

Генераторът се състои от тригер на Шмит на компаратора U1 и неинвертиращ суматор U2. Принципът на работа на веригата е точно същият като този на релаксиращия осцилатор: превключване на изхода на компаратора, когато напрежението в кондензатора достигне прага на хистерезис. Хистерезисното напрежение VH се определя от резисторите R1 и R2 във веригата за обратна връзка на компаратора.

Амплитудата на триъгълните импулси на кондензатора C1 зависи от ширината на зоната на хистерезис.

Амплитудата на правоъгълните импулси на изхода на компаратора се определя от вътрешната конструкция на изходния етап U1. Така че триъгълната форма на импулсите не се връща към формата, определена от разреждането на RC веригата, сигналът се отслабва преди суматора от атенюатора R3, R4.

За да бъде напрежението V (D) линейно, съпротивленията на резисторите R3 и R4, които заедно представляват основния товар на компаратора, трябва да бъдат няколко пъти по-малки от съпротивленията на заобикалящите ги резистори. Използваната ниска стойност (в тази верига 1 kΩ) съответства на допустимото натоварване U1, въпреки че всички стойности на съпротивлението могат да бъдат увеличени пропорционално.

U2 събира напрежението V(D) и напрежението на кондензатора V(C) и умножава резултата по две, според усилването, дадено от резисторите R7 и R8. Изходното напрежение на суматора през резистора R9 зарежда кондензатора C1. С V(D) = ±½V(U1OUT) напрежението върху кондензатора ще бъде описано линейнонарастващи и спадащи функции, чието редуване образува триъгълни импулси.

Резисторите R5 и R6 на входа на суматора разделят двете напрежения на две. Според критерия на Баркхаузен, за да се получи генериране, печалбата трябва да бъде равна на единица, така че суматорът трябва да възстанови тази загуба:

ако R5 = R6 и R7 = R8, тогава

Процесът на входовете на суматора може да се опише с две функции на времето. Един в интервала от T0 до T1, където стойностите на V(D) са положителни: V(C)T0 = –VH и V(C)T1 = +VH; другият е в участъка между T1 и T2, където процесът е обратен поради отрицателната стойност на V(D): V(C)T2 = –VH. Поради факта, че тук няма постоянно изместване, всеки интеграл трябва да е равен на нула.

Уравнението се решава в общ вид, където началната стойност на V(C) е нула, а V(D) променя знака от положителен на отрицателен. Решението за V(C) ще бъде линейна функция на V(D) и времето. Полярността на напрежението V(D) се променя, когато достигне ±VH. Когато V(D) се увеличава, честотата също се увеличава.

C1	Честота
10 uF	10-50 Hz
1 uF	100-500 Hz
0,1uF	1-5 kHz
0,01uF	10-50 kHz

Работната честота на веригата е ограничена от скоростта на нарастване на операционния усилвател. Тъй като напрежението на изхода на компаратора трябва да остане правоъгълна вълна, е необходимо да се изчисли максималната разрешена честота за конкретен операционен усилвател, като се използва следната формула, в която

S – скорост на нарастване на изходното напрежение, 10 – коефициент на безопасност, fMAX – максимална честота.

При тази максимална честота изходният ток на операционния усилвател, протичащ през R9 и C1, не трябва да надвишава допустимиястойности. Ако е необходимо, изчислете импеданса на RC веригата и стойността на C1. За операционния усилвател, използван в нашия пример, той трябва да бъде поне 2 kΩ: R9 = 1 kΩ, XC = 1 kΩ.

Честотата на изходния сигнал е

Коефициентът на запълване се регулира чрез добавяне на постоянен компонент към V(D) през резистор R4. Практическият диапазон на регулиране е между около 10% и 90%. Коефициентът на запълване D се изчислява по формулата

където VADJ е постояннотоковото напрежение, добавено към V(D) през резистор R4.

Превод: AlexAAN по поръчка на RadioLotsman

---