0 / 0 / 0
Регистрация: 08.11.2014
Сообщений: 24
1

Генератор прямоугольных импульсов на ОУ

12.11.2014, 00:16. Показов 30822. Ответов 53
Метки нет (Все метки)

Всем читающим доброго времени суток.
Прежде чем задать вопрос, позволю себе небольшую преамбулу.
Учусь я на 4 курсе одного небезызвестного университета — ЛЭТИ. Учусь хорошо, но реальных знаний мало. В начале 3 курсу думал, что занятие в свободное время на кафедре немного исправят положение, но потерпел фиаско. В этом семестре началась схемотехника. До этого на 2 курсе читалась элементная база электроники и электроника, но читалась так, что в голове совершенно ничего не осталось, а лабораторные на макетах типа: "поставьте переключатель 2 в положение 1, снимите показание с экрана Э1" ничему не научили. Электраника меня интересовала, но не до такой степени, чтобы в загруженный 2 курс изучать её самостоятельно (я, возможно, пытаюсь таким образом оправдаться). Наличие свободного времени, интерес к данной области и наличие плохого преподавателя по схемотехнике в итоге привели меня к самообучению. Я освоил транзистор как ключ и как усилитель (на начальном уровне), операционный усилитель, вспомнил ТОЭ (в этом не было ничего сложного, ТОЭ читалось хорошо). Имея этот небольшой багаж знаний я решил что-нибудь разработать.

Амбула
За ТЗ решил взять курсач по электронике за 2 курс, который был сделан кое-как, но сдан на 5.

Разработать генератор импульсных сигналов на ОУ с независимым заданием частоты и длительности импульсов
- Диапазон изм. частоты импульсов, кГц: 1-50;
- Нестабильность частоты, не более %: 5,0;
- Диапазон изменения длительности, мкс: 1-40;
- Диапазон изменения выходных сигналов, В: 0-4,0;
- Регулировка амплитуды сигнала: Дискретная;
- Выходное сопротивление, не более Ом: 40;
- Сопротивление нагрузки, Ом: 2000.

Схема:

http://cs540109.vk.me/c618729/v618729083/1bc7e/X6rMzqfA9R4.jpg

Схема вроде бы очень простая, но я никак не могу понять с чего начинать её разработку. И даже не совсем понимаю как она работает, хотя прочитал принцип её работы в нескольких источниках, надеюсь, что здесь мне помогут разобраться с этим вследствие диалога, а не отправят читать литературу, которую я уже читал и которая ничего не дала, именно поэтому пришел за помощью в другое место — сюда.
Непонятно каким образом конденсатор, зарядившись до уровня напряжения на неинвертирующем входе, провоцирует переключение выходного сигнала. Т.е. я понимаю, что Uвх = (e+)-(e-) (что ОУ работает с разностью сигнала на его входах), но как эта разность меняет свой знак за счет конденсатора понять не могу).

P.S. Я очень сильно желаю найти наставника в изучении электроники. Город, как понятно из места обучения — Санкт-Петербург.
0

Помощь в написании контрольных, курсовых и дипломных работ здесь.

Programming
Эксперт
94731 / 64177 / 26122
Регистрация: 12.04.2006
Сообщений: 116,782
12.11.2014, 00:16
Ответы с готовыми решениями:

Генератор прямоугольных импульсов на ОУ
Добрый день. Мне нужно сделать генератор прямоугольных импульсов на ОУ. "Схемотеническое"...

генератор прямоугольных импульмов//микросхема
Драсти. Подскажите, пожалуйста, на чем можно сделать простенький генератор 1-10 МГц. С небольшой...

генератор импульсов в Cyclone IV
Всем доброго времени суток! Прошу прощения если вопрос покажется совсем глупым, но попалась в руки...

Генератор прямоугольных импульсов на ОУ
Здравствуйте! Необходима помощь с курсовой работой. Есть схема генератора прямоугольных...

53
0 / 0 / 0
Регистрация: 07.07.2014
Сообщений: 137
12.11.2014, 01:21 2
Ключевые слова: компаратор и rc цепь.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 03.11.2012
Сообщений: 9
12.11.2014, 04:51 3
Посмотрите тут: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hb ... re.html#c2
Многие вопросы отпадут.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 08.11.2014
Сообщений: 24
12.11.2014, 11:32 4
Моя логика следующая:

http://cs618729.vk.me/v618729083/1bcf2/wznXseJmzGA.jpg

Т.е. переключение происходит не непосредственно в момент, когда падение напряжения на конденсаторе достигает значения напряжения в точке В, а в тот момент, когда оно немного (естественно, это немного настолько мало, что в расчетах не учитывается) превышает напряжение в точке В.
Еще вопрос. Получается, что напряжение в точке А, в отличие от напряжения в точке В, стремится к значению напряжения на выходе?
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 03.11.2012
Сообщений: 9
12.11.2014, 12:16 5
Цитата Сообщение от tik5000
Получается, что напряжение в точке А, в отличие от напряжения в точке В, стремится к значению напряжения на выходе?
Напряжение на выходе всегда убегает от напряжения в точке А. А напряжение в т.Б всегда разное, но определяется напряжением на выходе и делителем, т.е. принимает два значения, которые определяют гистерезис.

1. Т=0. Подаем питание. Конденсатор еще разряжен. Напряжение на выходе = "1". Конденсатор заряжается от выхода ОУ.
2. Напряжение на конденсаторе (и на инв. входе ОУ) чуть превысило напряжение в точке Б. Выход перебросился в "0". Конденсатор начал разряжаться. Напряжение в точке Б изменилось (стало меньше, чем когда на выходе ОУ была "1"- вот и гистерезис).
3. Разряд конденсатора до напряжения меньшего, чем в точке Б. Выход ОУ перебросился в "1". По сути попали в п.1, только конденсатор не от нуля заряжаем. Цикл.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 08.11.2014
Сообщений: 24
12.11.2014, 15:10 6
Цитата Сообщение от STT
Напряжение на выходе всегда убегает от напряжения в точке А. А напряжение в т.Б всегда разное, но определяется напряжением на выходе и делителем, т.е. принимает два значения, которые определяют гистерезис.

1. Т=0. Подаем питание. Конденсатор еще разряжен. Напряжение на выходе = "1". Конденсатор заряжается от выхода ОУ.
2. Напряжение на конденсаторе (и на инв. входе ОУ) чуть превысило напряжение в точке Б. Выход перебросился в "0". Конденсатор начал разряжаться. Напряжение в точке Б изменилось (стало меньше, чем когда на выходе ОУ была "1"- вот и гистерезис).
3. Разряд конденсатора до напряжения меньшего, чем в точке Б. Выход ОУ перебросился в "1". По сути попали в п.1, только конденсатор не от нуля заряжаем. Цикл.
Отлично! С этим разобрались.
Теперь расчет схемы. На сколько я знаю, его следует начинать с выбора элементной базы, в данном случае – с ОУ. Например, я взял AD 8647 и как теперь начать расчет элементов схемы?
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 03.11.2012
Сообщений: 9
12.11.2014, 16:04 7
Подойдет. А почему не AD 8648?

Начните с конца. Реализуйте это:
- Диапазон изменения выходных сигналов, В: 0-4,0;
- Регулировка амплитуды сигнала: Дискретная;
С учетом того, что генератор даст почти размах напряжения питания.

Сколько ступеней регулировки амплитуды?
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 08.11.2014
Сообщений: 24
12.11.2014, 23:06 8
Ступени регулировки не заданы, но пускай будет 9 ступеней через 0,5 В. [0; 4] В
AD 8647 был выбран случайно из категории rail-to-rail, я посмотрел, что у него подходящая скорость нарастания выходного сигнала, а остальные параметры я не знаю как оценивать.
Регулировку делать на простом делителе вот таким макаром?

http://cs540109.vk.me/c620930/v620930083/14351/AD8dqeUtk2E.jpg
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 15.06.2012
Сообщений: 3,097
12.11.2014, 23:35 9
Цитата Сообщение от tik5000
Регулировку делать на простом делителе вот таким макаром?
ЕМНИП, этот генератор питается двуполярным напряжением, надо бы выходное напряжение еще сдвинуть в положительную область 0-4В. Ну или перенести землю на половину питания, если запитывать однополярным напряжением.

Еще надо понизить выходное сопротивление, например второй половинкой ОУ, в ТЗ 40 Ом ведь не просто так...
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 03.11.2012
Сообщений: 9
13.11.2014, 02:37 10
Цитата Сообщение от tik5000
AD 8647 был выбран случайно из категории rail-to-rail
46- то же самое, только без режима отключения. А 48- 4 в одном флаконе.
Цитата Сообщение от tik5000
Регулировку делать на простом делителе вот таким макаром?
Странно, зачем от нуля, да еще и ступенчато. Насколько точными должны быть значения? ОУ на выходе даст меньше 5В. Я бы сделал на втором ОУ с нигазином сопротивлений в цепи ОС.
Цитата Сообщение от яверт
ЕМНИП, этот генератор питается двуполярным напряжением
Будет работать и с однополярным.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 15.06.2012
Сообщений: 3,097
13.11.2014, 03:57 11
Цитата Сообщение от STT
Цитата Сообщение от яверт
ЕМНИП, этот генератор питается двуполярным напряжением
Будет работать и с однополярным.
С однополярным питанием он будет несимметричным по заполнению и более менее нормально работать только на хороших R2R ОУ.

0
0 / 0 / 0
Регистрация: 03.11.2012
Сообщений: 9
13.11.2014, 05:05 12
Цитата Сообщение от яверт
С однополярным питанием он будет несимметричным по заполнению и более менее нормально работать только на хороших R2R ОУ.
Ну, напряжение смещения никто не отменял, выход будет симметричным. Хотя, возможно, чтоб не забивать парню голову, действительно проще сделать с двуполярным питанием.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 08.11.2014
Сообщений: 24
13.11.2014, 10:04 13
Цитата Сообщение от яверт
Еще надо понизить выходное сопротивление, например второй половинкой ОУ, в ТЗ 40 Ом ведь не просто так...
Я знаю, что понизить выходное сопротивление можно последовательным включением повторителя. Вы это и имеете ввиду под "второй половинкой ОУ"?
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 08.11.2014
Сообщений: 24
13.11.2014, 10:27 14
Цитата Сообщение от STT
Насколько точными должны быть значения? ОУ на выходе даст меньше 5В. Я бы сделал на втором ОУ с нигазином сопротивлений в цепи ОС.
Про точность значения на выходе ничего не сказано.
"Я бы сделал на втором ОУ с нигазином сопротивлений в цепи ОС". Значит на выходе 1 каскада сделать 0,5 В, а второй каскад – это регулируемый усилитель с усилением 1,2...8. Или это можно сделать элегантней?
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 15.06.2012
Сообщений: 3,097
13.11.2014, 10:53 15
Цитата Сообщение от tik5000
Цитата Сообщение от яверт
Еще надо понизить выходное сопротивление, например второй половинкой ОУ, в ТЗ 40 Ом ведь не просто так...
Я знаю, что понизить выходное сопротивление можно последовательным включением повторителя. Вы это и имеете ввиду под "второй половинкой ОУ"?
Да, можно поставить повторитель после управляемого делителя (аттенюатора) как у вас на картинке, ну или просто делитель и усилитель с регулируемым КУ как предложил STT.

PS "Половинка ОУ" это в смысле половинка AD8647, там два ОУ в одном корпусе. :)
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 08.11.2014
Сообщений: 24
16.11.2014, 22:59 16
Доброго времени суток. Схема вроде бы составлена правильно

http://cs540109.vk.me/c625824/v625824083/9612/LryYvMItchA.jpg
ОУ: AD8647
Напряжения питания первого ОУ, В: ±2,5;
Напряжение питания второго ОУ, В: ±2,75;
Uвх2 = 0,5 В;
R7=R8=...=R15.

Период колебаний обычного мультивибратора на ОУ при R3=R4 будет находиться по формуле T=2.2*Rоос*C. Насколько я понимаю, для данного случая период колебаний будет определяться из среднего значения суммы двух периодов, образованных разными RC-цепочками: T=1.1*C*(R1+R2). А длительность отдельно взятого импульса = 1.1*C*(R1 или R2).

Пока писал это сообщение понял, что диапазон выходного сигнал у меня будет лежать не в пределах [0; 4] В, а в [-2; 2] В, что мне не подходит. Значит каскад с переменным усилением стоит запитать однополярным напряжением. Я это сделаю.

Вопрос следующий: как теперь начать расчет? Прикинуть, что какой-то элемент (например конденсатор) имеет такой-то номинал и уже от этого плясать? Вот то, что полученные номиналы нужно будет заменять реальными номиналами из номинальных рядов, я знаю :)
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 03.11.2012
Сообщений: 9
17.11.2014, 00:26 17
Эммм... Мне одному кажется, что с изменением скважности (длительности) будет меняться и частота? Это же неудобно, когда изменяя один параметр, приходится подстраивать остальные. Подумайте хорошенько, как решить проблему изменения скважности с сохранением частоты при помощи одного переменного резистора. Второй будет менять частоту.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 08.11.2014
Сообщений: 24
17.11.2014, 23:09 18
Цитата Сообщение от STT
Эммм... Мне одному кажется, что с изменением скважности (длительности) будет меняться и частота? Это же неудобно, когда изменяя один параметр, приходится подстраивать остальные. Подумайте хорошенько, как решить проблему изменения скважности с сохранением частоты при помощи одного переменного резистора. Второй будет менять частоту.
У вас запитанный однополярным питанием операционник сгорит, если на вход попадет отрицательное напряжение.
Это действительно неудобно.
Сегодня думал-думал, но так ничего и не придумал. Я не понимаю как это можно сделать, ведь у нас длительность обоих импульсов зависит от заряда конденсатора. Время его заряда регулируется сопротивлениями. Если я хочу уменьшить скважность не меняя частоту, то время заряда конденсатора нужно увеличить, а в то же время уменьшить время разряда. Т.е. увеличить сопротивление во времязадающей цепи положительного импульса и на такое же значение уменьшить сопротивления во времязадающей цепи отрицательного импульса.
Может у меня сам подход неверен?
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 03.11.2012
Сообщений: 9
17.11.2014, 23:29 19
Цитата Сообщение от tik5000
...Т.е. увеличить сопротивление во времязадающей цепи положительного импульса и на такое же значение уменьшить сопротивления во времязадающей цепи отрицательного импульса...
Именно так. Посмотрите на переменный резистор. Если движок в центре, имеем два одинаковых сопротивления, соединенных в одной точке. При смещении движка на сколько увеличилось одно, на столько же уменьшилось другое. Осталось подумать, как включить этот переменный резистор.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 08.11.2014
Сообщений: 24
18.11.2014, 13:56 20
Вот:
http://cs623821.vk.me/v623821083/b75f/_Y-EMlHEN_c.jpg
Потенциометр АБВ регулирует длительность импульса внутри периода, потенциометр ГДЕ регулирует частоту. Но у меня снова проблема. В таком случае получается, что АБВ регулирует длительность импульса внутри периода длительностью Т=40 мкс (максимальная длительность импульса), а ГДЕ увеличивает этот период до максимального по ТЗ Т=100 мкс. Но минимальный период по ТЗ должен быть Т=20 мкс. Если делать, чтобы АБВ регулировал длительность импульса внутри самого минимального периода, я не получу максимальной длительности импульса в 40 мкс. А если делать, чтобы АБВ регулировал длительность импульса до максимального значения импульса, я не получу минимальный период, заданный в ТЗ.
Надеюсь, что я выразился понятно.
0
IT_Exp
Эксперт
87844 / 49110 / 22898
Регистрация: 17.06.2006
Сообщений: 92,604
18.11.2014, 13:56

Помощь в написании контрольных, курсовых и дипломных работ здесь.

Генератор импульсов
Доброе время суток всем! В 90-х годах в библиотеке однажды нашёл схему генератора постоянных...

генератор и формирователь коротких импульсов
http://img12.imageshost.ru/img/2010/08/14/image_4c668f30ba378.gif нужно было сделать схемку...

Программа генератор импульсов с COM-порта
Подскажите программу или выложите, чтобы с ножек COM порта (естественно не со всех) можно было...

Генератор С Регулировкой Частоты И Скважности Импульсов
Всем привет. Помогите пожалуйста. Имеется сварочный инвертор TIG без импульсного режима. Хочу...


Искать еще темы с ответами

Или воспользуйтесь поиском по форуму:
20
Ответ Создать тему
Опции темы

КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin® Version 3.8.9
Copyright ©2000 - 2021, vBulletin Solutions, Inc.