Коэффициент передачи напряжения моста Вина.

Мост Вина это полосно-пропускающий фильтр представляющий собой делитель напряжения состоящий из конденсаторов и резисторов:

Рисунок 1 - Мост Вина

Коэффициент передачи напряжения устройства это отношение напряжения на выходе этого устройства к напряжению на его входе. Исходя из этого найдём коэффициент передачи напряжения моста Вина:

Найдём сопротивление верхнего плеча:

Нижнего плеча:

Подставим (2) и (3) в (1):

j-мнимая единица (квадратный корень из -1)
Циклическая частота находится по формуле:w=2*3.14*f
Где f-частота обычная.
Коэффициент передачи напряжения моста Вина зависит от частоты входного напряжения. При подстановке сопротивлений R1, R2 резисторов R1, R2 (соответственно); ёмкостей C1, C2 конденсаторов C1, C2 (соответственно) и циклической частоты входного напряжения в формулу (4) получится комплексное число которое имеет действительную и мнимую части. Действительную, мнимую части, модуль и аргумент можно найти по формулам:

Данные расчёты можно произвести в программе:

R1= Ом кОм МОм
R2= Ом кОм МОм
C1= Ф мФ мкФ нФ пФ
C2= Ф мФ мкФ нФ пФ
частота f=Гц

Re=
Im=
Модуль=
Аргумент=
Циклическая частота w=Гц

Мост Вина, как вы наверное уже догадались из выше написанного, может использоваться как фильтр. Однако данный фильтр (по сравнению с большинством других полосно-пропускающих) имеет широкую полосу пропускания что является его большим недостатком но ему всё же находится применение т.к. он не содержит катушек индуктивности и микросхем в связи с чем может иметь малые размеры) и прост в изготовлении. Также мост Вина применяется в цепях обратных связей генераторов синусоидальных (или точнее псевдосинусоидальных (нелинейные искажения велики)) колебаний. Например мосты Вина могут использоваться в звуковых синтезаторах.
КАРТА БЛОГА (содержание)

Однополярный одновибратор на операционном усилителе.

Одновибратор при подаче на его вход короткого импульса делает у себя на выходе длинный:

Рисунок 1 - Входной и выходной импульсы одновибратора

Схема одновибратора приведена на рисунке:

Рисунок 2 - Однополярный одновибратор на операционном усилителе

Работает схема так:
Допустим при подаче питания, напряжение (относительно земли GND) на неинвертирующем ("+") входе операционного усилителя DA1 будет больше напряжения на инвертирующем входе, в таком случае напряжение на выходе этого усилителя будет высоким и будет близко к напряжению питания. На неинвертирующем входе установиться некоторое ненулевое напряжение с делителя на резисторах R1 и R2, конденсатор C1 начнёт заряжаться через резистор R3. Когда конденсатор C1 зарядится до напряжения большего чем напряжение на неинвертирующем входе на выходе операционного усилителя будет низкое напряжение близкое к нулю. Напряжение на неинвертирующем входе станет близким к нулю, конденсатор C1 начнёт разряжаться через диод VD1, резистор R4 и выход операционного усилителя на землю (GND). Теоретически переходный процесс длится бесконечно долго поэтому можно утверждать что в данном случае напряжение на инвертирующем входе бесконечно долго будет больше чем на неинвертирующем и одновибратор как бы останется в таком состоянии с нулевым напряжением на выходе. Для того чтобы запустить одновибратор на неинвертирующий вход подаётся короткий положительный импульс напряжения. После чего процессы описанные выше повторятся. Чем дольше заряжается конденсатор C1 тем длиннее будет импульс на выходе после подачи на вход короткого запускающего импульса. Диод VD1 и резистор R4 нужны для того чтобы ускорить разряд конденсатора C1. Минимальная величина сопротивления резистора R4 ограничена максимальным входящим током выхода операционного усилителя. Рассчитать длительность выходного импульса tи, длительность разряда tр конденсатора C1 до напряжения U2 и напряжение на конденсаторе UC в любой момент времени t можно по формулам:

1)-формула для расчёта длительности импульса, U0-начальное напряжение на конденсаторе в момент подачи входного импульса, Uп-напряжение питания, U1-напряжение на резисторе R2 при высоком напряжении на выходе операционного усилителя.
2)-формула для расчёта длительности разряда конденсатора до напряжения U2.
3),4)-формулы для определения напряжения на конденсаторе в любой момент времени.

 Для расчёта можно воспользоваться программой:

R1= Ом кОм МОм
R2= Ом кОм МОм
R3= Ом кОм МОм
R4= Ом кОм МОм
C1= Ф мФ мкФ нФ пФ
Uп=В
Начальное напряжение U0=В
Конечное напряжение U2=В

Длительность импульса tи= с мс мкс нс
Длительность разряда tр= с мс мкс нс
Опорное напряжение U1=В
синий-напряжение на выходе, красный-напряжение на конденсаторе C1,
в момент времени t=0 на вход подаётся импульс canvas не поддерживается браузером.

КАРТА БЛОГА (содержание)