Радиоэлектронные устройства (справочник) (стр. 48 )

Рис. 11.21

5. ГЕНЕРАТОРЫ СЛОЖНЫХ СИГНАЛОВ

Диодный генератор сложных сигналов. Сигналы сложной формы образуются (рис. 11.22) в результате изменения коэффици­ента усиления дифференциального усилителя. При малых входных сигналах все диоды закрыты. Коэффициент усиления, определяемый резисторами R2, R3 и R11, R12, близок к единице. С увеличением уровня входного сигнала начинают проводить диоды в эмиттерных цепях транзисторов. Это приводит к увеличению коэффициента уси­ления. Выходной сигнал становится более крутым. Три уровня из­менения коэффициента усиления используются как для положитель­ной, так и для отрицательной полярностей входного сигнала. Каждая цепь, состоящая из диодов и потенциометра, определяет разный порог открывания. Точная форма выходного сигнала под­страивается соответствующим потенциометром.

Дискретный формирователь сигналов специальных форм. В ос­нове генератора (рис. 11.23) лежит многофазный мультивибратор, который запускается импульсом положительной полярности. В схе­ме поочередно будут открываться транзисторы VT3. В открытом состоянии находится лишь один транзистор. В проводящее состоя­ние перейдет транзистор VT2, который в эмиттер транзистора VT1 направит ток, определяемый рези­стором R5. Если сопротивления резисторов меняются по опреде­ленному закону, то амплитуда выходного сигнала меняется по этому же закону. С помощью ре­зисторов R5 можно получить лю­бой закон изменения выходного сигнала. Частота переключения каналов определяется постоянной времени R6C2.

Рис. 11.22 Рис. 11.23

Рис. 11.24

Генератор функций. На вход генератора (рис. 11.24) подается импульсный сигнал положительной полярности. Логическая схема 2И — НЕ интегральной микросхе­мы К133ЛАЗ закрывается. На вы­ходе 1 появляется сигнал отрица­тельной полярности с длитель­ностью, равной длительности вход­ного сигнала. Этот сигнал на RС-цепочке дифференцируется, и положительный импульс закрывает вторую логическую схему. На выходе этой схемы появляется импульс отрицательной полярности длительностью 5 мкс. Все последующие цепочки работают аналогичным образом. На выходах 1 — 7 последовательно друг за другом воз­никают импульсные сигналы. Все эти сигналы суммируются через определенные весовые резисторы на входе ОУ. В зависимости от по­следовательности принятых сопротивлений весовых резисторов на выходе ОУ можно сформировать сигнал любой сложности. Амплиту­да выходного сигнала определяется сопротивлением резистора R4. Для балансировки ОУ сопротивление резистора R3 подбирается под суммарное сопротивление весовых резисторов.

Глава 12

УПРАВЛЯЕМЫЕ ИМПУЛЬСНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ

Управляемые генераторы осуществляют преобразование од­ного вида сигнала в другой. Существуют различные способы пре­образования: постоянное напряжение преобразуют в сигналы им­пульсного вида, входные импульсные сигналы укорачивают или удлиняют, осуществляют задержку сигнала и деление частоты сле­дования импульсов.

Генераторы находят широкое применение в различных систе­мах обработки информации. Они составляют основу всех импульс­ных устройств. Преобразователи «напряжение — частота» применя­ют в измерительных системах автоматического контроля В настоя­щее время разработаны преобразователи с нелинейностью характе­ристики порядка 0,002%, при этом погрешность преобразования со­ставляет 0,03%. Существует большое количество различных типов и видов схем преобразователей. Наиболее перспективными с точки зрения точности преобразования, являются линейные системы с им­пульсной ОС.

Наиболее экономичными генераторами являются схемы на тоан-зисторах разных типов проводимости. В таких генераторах оба транзистора закрыты а с приходом входного сигнала они одновре­менно открываются. Через транзисторы протекает ток только в мо­мент формирования выходного сигнала. В открытом состоянии тран­зисторы способны проводить большие токи. Длительность импульса выходного сигнала в генераторах определяется постоянной времени ЯС-цепи. Уменьшение длительности импульса осуществляется дисЬ-ференцирующей цепочкой, а удлинение - интегрирующей При Фор­мировании импульсного сигнала строго определенной длительности в генераторах применяется заряд (разряд) конденсатора постоян-ным током.

С появлением интегральных микросхем габариты генераторов значительно уменьшились. Лишь выходные устройства, обеспечива­ющие значительный ток нагрузки, выполняются на дискретных ком-понентах. Справочную информацию о включении ОУ в схему мож­но найти в гл. 1.

1. ДВУХКАСКАДНЫЕ РЕЛАКСАТОРЫ

Релаксатор с нулевой мощностью покоя. В ждущем ре­жиме оба транзистора (рис. 12.1, а) закрыты. Входной импульс по­ложительной полярности открывает транзистор VT1 Коллекторный ток этого транзистора открывает транзистор VT2. Положительный перепад напряжения в коллекторе транзистора VT2 будет поддер­живать транзистор VT1 в открытом состоянии до тех пор пока кон­денсатор разряжается через резистор R1. Входное сопротивление транзистора УП можно считать значительно большим сопротив­ления резистора R1. Положительное напряжение в базе транзистора VT1 будет постепенно уменьшаться. Наступит момент, когда тран­зистор VT2 выйдет из насыщения. Отрицательный перепад напряжения в коллекторе транзистора VT2 пройдет в базу транзистора VT1 и еще больше его закроет. Наступает процесс разряда конден­сатора. В этом состоянии релаксатор будет ожидать очередного входного импульса.

Рис. 12.1

Длительность импульса определяется постоянной времени RiC. Применение переменного резистора R1 позволяет регулировать длительность выходного импульса (рис. 12.1,6).

Релаксатор на дифференциальном усилителе. Одновибратор (рис. 12.2) имеет относительно малое время возврата в исходное состояние. При отсутствии входного сигнала транзистор VT2 за­крыт, а диод находится в проводящем состоянии. Входной сигнал отрицательной полярности открывает транзистор VT1. Положитель­ный перепад напряжения в коллекторе пройдет на базу транзистора VT2 и закроет его. В этом состоянии схема будет находиться до тех пор, пока зарядится конденсатор. Постоянная времени равна RsCi. Порог открывания транзистора VT2 регулируется резистором R6. По окончании импульса конденсатор разрядится через открытый диод и резистор R2. Схема возвращается в исходное состояние.

Релаксатор на составном каскаде. В исходном состоянии оба транзистора (рис. 12.3, а) закрыты. Входной импульс положитель­ной полярности проходит через диод и открывает транзистор VT2. Происходит разряд конденсатора через диод VD1 и резистор R3. При этом транзистор VT1 также находится в открытом состоянии. После прекращения действия входного сигнала транзисторы будут в открытом состоянии, поскольку начинается процесс заряда кон­денсатора через резистор R1 и транзистор VII. Этот транзистор поддерживает в открытом состоянии и второй транзистор. Транзи­сторы будут в открытом состоянии до тех пор, пока конденсатор зарядится до напряжения питания. После этого оба транзистора закроются. На рис. 12.3,6 приведена зависимость длительности вы­ходного импульса от емкости конденсатора С1.

Рис. 12.2

Рис. 12.3

Последовательная схема включения транзисторов. Входной сиг­нал (рис. 12.4, а) открывает транзистор VT1. Одновременно откры­вается транзистор VT2. Положительная обратная связь через Rl, C1 ускоряет открывание обоих транзисторов. На базе транзистора VT1 возникает положительный перепад напряжения. По мере заряда конденсатора С1 положительное напряжение на базе транзистора VT1 уменьшается. Наступает момент, когда транзистор VT2 выхо­дит из насыщения. Отрицательный перепад напряжения в коллек­торе VT2 через конденсатор С1 передается на базу транзистора VT1. Это приводит к быстрому закрыванию обоих транзисторов. На рис. 12.4, а приведены эпюры напряжений в точках схемы и зави­симость длительности выходного импульса от емкости конденсато­ра С1.

Составной каскад с динамической связью. В исходном состоянии оба транзистора (рис. 12.5, а) открыты. Входной сигнал закрывает транзистор VT2. Положительный перепад напряжения на коллекто­ре этого транзистора закроет второй транзистор. В этом состоянии схема будет находиться до тех пор, пока конденсатор С1 зарядится через резистор R4 до напряжения 3 В, необходимого для откры­вания транзистора VT1. За открыванием транзистора VT1 следует открывание и транзистора VT2. При больших сопротивлениях ре­зистора R4 (>200 кОм), когда транзистор VT1 переходит в линей­ный режим, в схеме могут возникнуть автоколебания. Работа схемы проиллюстрирована на рис. 12.5,6.

Рис. 12.4

Рис. 12.5

Релаксатор с малым временем восстановления. Мультивибратор на транзисторах с разными типами проводимости (рис. 12.6, а) име­ет малое время восстановления. В исходном состоянии оба транзи­стора открыты. Входной импульс положительной полярности закры­вает транзистор VT1. Отрицательный перепад напряжения на кол­лекторе этого транзистора закроет диод, а следовательно, и тран­зистор VT2. Транзистор VT1 будет поддерживаться в закрытом состоянии через резистор R4. Начинается процесс разряда конден­сатора через резисторы R2 и R3. Через некоторое время напряже­ние на конденсаторе будет близко к нулю. После этого последует открывание транзистора VT2, затем и транзистора VT1. С этого момента конденсатор заряжается через открытый транзистор VT1 и базовую цепь транзистора VT2. Длительность импульса на вы­ходе мультивибратора равна 0,5 мс. На рис. 12.6,6 проиллюстри­рована работа релаксатора.