Generator Sawtooth

Generatoarele pot funcționa în modul auto excitație sau modul de așteptare atunci când perioada de puls de tensiune Sawtooth este determinată de pulsul de declanșare.

Numita sawtooth tensiune oscilații electrice (impulsuri), care sunt produse prin transformarea unei surse de alimentare DC în oscilații de energie electrică.

Sawtooth tensiune - o tensiune care crește sau scade proporțional cu timpul într-un anumit interval de timp (linear), și apoi revine la nivelul inițial (figura 1.).

Fig. 1. Parametrii PN

Tensiunea poate sawtooth fi liniar în creștere sau care se încadrează liniar și caracterizată prin parametrii:

- Duratele forward (de lucru) și invers

- amplitudinea tensiunii de ieșire

- perioada de repetiție T

- nivelul inițial al U0

- Coeficientul de neliniaritate E, ce caracterizează gradul de deviere a tensiunii reale Sawtooth de tensiune liniar în schimbare.

Vmax = când t = 0 și Vmin = când t = TPR - viteza de variație a tensiunii Sawtooth, respectiv, la începutul și la sfârșitul cursei înainte.

Indiferent de punerea în practică a tuturor tipurilor GPN pot fi reprezentate ca un singur circuit echivalent (Figura 2)

Acesta include o sursă de alimentare E, un rezistor de încărcare R, care poate fi privit ca o rezistență internă a sursei de alimentare, condensatorul C - dispozitiv de stocare a energiei, o cheie electronică K și o rezistență r descărcare rezistență egală cu rezistența internă a comutatorului închis.

Fig. 2. Circuitul echivalent GPN

Inițial, comutatorul K este închis și condensator stabilit nivelul inițial de tensiune

La deschiderea condensator-cheie începe să se descarce prin rezistor de descărcare r, și tensiunea peste ea variază exponențial

unde - constanta de timp a încărcării condensatorului circuitului.

În prezent, GPN cu o mică valoare a coeficientului de neliniarității și dependența scăzută de impedanța de sarcină creată pe baza unor amplificatoare integrate.

OS pe bază Generator construit, de obicei, printr-un circuit integrator (pentru mic coeficient non-linearitate și o sarcină de impedanță redusă).

Schema propusă și diagrama de funcționare Fig.2 au forma:

In acest circuit tensiunea de ieșire este amplificat de amplificator operațional tensiunea pe condensatorul C ca OS acoperit (R1, R2, sursa E0) și (R3, R4, sursa E3). operarea FPG este controlată de tranzistorul VT1

operarea FPG este controlată cu ajutorul unei unități de chei (KU) pe tranzistor VT1.

Dispozitivul cheie poate fi implementat într-un tranzistor bipolar controlat de impulsuri de polaritate pozitivă.

Transistor (KU) saturată (deschis) pentru semi-perioade pozitive Uin. iar când negativ este în modul cutoff (închis), marginea tensiunii sawtooth este generat la acțiunea de timp a impulsului negativ la intrare (CS). În pauzele dintre impulsurile de tranzistor de intrare este închis și condensatorul curent de încărcare de istochnikaE. și un rezistor R3.

voltaj , format prin condensator este furnizat la intrarea neinversoare a amplificatorului operațional care funcționează într-un mod liniar, cu un coeficient de câștig de intrare neinversoare

Ca rezultat, se creează tensiunea de ieșire amplificator , și pe rezistoreR4 - tensiune egală

care creează un curent , care curge prin condensator în aceeași direcție ca și curentul.

În consecință, încărcarea condensatorului curent în intervalele dintre impulsuri de intrare este

Deoarece încărcarea curentului condensator scade și tensiunea pe condensator la intrarea amplificatorului operațional crește. În cazul în care câștigul de intrarea inversoare este mai mare decât unu, tensiunea la rezistoreR4 și curent care curge prin ea De asemenea, crește. În selectarea câștigului poate oferi liniaritate mare a tensiunii sawtooth.

Luați în considerare exemplul muncii GPN schemei noastre pentru formarea de durata dorită a suplimentului de circuit retrace emmiternuyu tranzistor VT1 rezistor R6. Rezistența R5 limitează curentul de bază al tranzistorului în modul de saturație. Considerăm că procesele care au loc în această schemă. Să acționează durata impulsului de intrare , ceea ce duce la deblocarea tranzistorului. Presupunând că cădere neglijabilă de tensiune în întreaga joncțiuni tranzistor deschise, tensiunea pe condensator la momentul inițial, este aproximativ egală cu căderea soprotivleniiR6

Forța de feedback-ul este egal cu curentul de colector al tranzistorului

La rândul său, curenții prin rezistența respectivă sunt date de

Amplitudinea impulsului de conducere Acesta trebuie să fie mai mare decât valoarea

La circuitul de ieșire are un nivel constant de tensiune egală cu

la momentul tranzistor închis și condensator începe să se încarce. Procedeele care au loc în circuitul descris de ecuațiile

Introducem notația ,,, atunci ecuația rezultată poate fi rescrisă ca

Această primă ecuație diferențială neomogenă a cărui soluție are forma

Constanta de integrare se găsește de la condițiile inițiale (1). pentru că la momentul inițial , , deci (8) poate fi scrisă ca

Apoi, tensiunea de ieșire va varia conform legii

aici Ea are aceeași semnificație ca și înainte.

Deoarece tensiunea de la ieșirea sistemului prin cursa de putere ar trebui să fie egală cu , unde- amplitudinea tensiunii sawtooth, apoi rezolvarea (9) în raport cu timpul, obținem

În mod similar, pentru circuitul de descărcare, ținând cont de faptul că.

schema de calcul.

Pentru buna funcționare a circuitului impune ca câștigul de intrarea inversoare a fost mai mare decât unitatea. lăsa , rezistorR2 selectați denumirea de 20 ohmi, atunci R1 = 10 ohmi.

Se calculează raportul dintre intrarea ne-inversoare câștig.

Necesită furnizeze coeficient neliniaritate 0,3%. apoi constanta condensator timpul de încărcare nu trebuie să fie mai mică decât valoarea

Apoi, tensiunea de ieșire este în continuă schimbare, conform legii:

Deci, dacă specificați B,= 1067

apoi K = = = 0,014, cu condiția ca tensiunea de alimentare a lanțurilor de tranzistor 15 B.

Luând în considerare simbolurile recepționate anterior, vom calcula raportul rezistență rezistențe R3 și R4

Să ne rezistență în circuitul colector al tranzistorului R3 = 10 ohmi, atunci se obține că R4 = 20 kohm.

La rândul său, cu, în consecință, capacitatea va fi de aproximativ 224 pF, 220 pF alege.

Vom proceda la calcularea circuitului de descărcare. Pentru a descărca de circuit deține

Substituind în (13) cu formula (11), față de a rezolva R6, obținem

Rezultă prin substituirea unor valori numerice care R6 = 2 milliohms.

O expresie pentru timpul inversă

Dacă expresia (9) este diferențiat în raport cu timpul și înmulțit cu C1, coeficientul de tensiune neliniarității va fi determinată prin formula

Pe baza studiilor, vom proceda la parametrii de calcul și alegerea elementelor de circuit.

Curentul care curge atunci când tranzistorul este deschis prin rezistență R6 estimare bazată pe următorul raționament. La momentul de comutare toate tensiunea condensatorului aplicată rezistenței, astfel încât curentul curge prin acesta uA.

Deoarece cheia poate fi utilizat cu tranzistor adecvat parametrilor tip KT342B. Rezistor R5, limitarea curentului de bază, vom alege ordinea de 1 kOhm. Deoarece curentul de colector maxim de 50 mA, iar factorul de amplificare de curent 200, baza va fi egală cu curentul de saturație 250 uA, deci peste tensiune rezistor este de 0,25 V. Să presupunem tensiune de saturație a bază-emitor - 1 V. Căderea de tensiune pe rezistorul R6, atunci când curent maxim care curge prin R3 și R4 până la R6 cantitatea adăugată la 6,08 V. Astfel, pentru deblocarea fiabilă a tranzistorului și reținerea acestuia în poziția deschisă necesită amplitudinea impulsului de 8 V.

Apoi, face o alegere a amplificatorului operațional. Tensiunea maximă la ieșirea circuitului ajunge la 15 V. Deoarece amplificatorul 157 Pentru a selecta directorul UD1 cu următorii parametri:

Alegeți părțile din gama standard C1 K10 = 7V. 220 pF.

Pentru a selecta rezistențe efectua calculul capacităților maxime: