Одновибратор при подаче на его вход короткого импульса делает у себя на выходе длинный:
Схема одновибратора приведена на рисунке:
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:
КАРТА БЛОГА (содержание)
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:
2)-формула для расчёта длительности разряда конденсатора до напряжения U2.
3),4)-формулы для определения напряжения на конденсаторе в любой момент времени.
КАРТА БЛОГА (содержание)
Имеется немного другая схема включения (из делителя на входе - только R1) и еще перед конденсатором C1 стоит сопротивление в 1к. Нужно поднять чувствительность по входу - как это сделать?
ОтветитьУдалитьРазобрался. Тот резистор в 1к и отвечает за чувствительность.
УдалитьВ этой схеме на выходе в состоянии ожидания около 2В. Если светодиод красный, будет заметно.
ОтветитьУдалитьЯ думаю это можно исправить если заменить операционный усилитель на такой в котором на выходе напряжение логического нуля ниже.
УдалитьЭто - не одновибратор, а генератор.
ОтветитьУдалитьВремя заряда C1 около 100 секунд, а вот разряд - не "бесконечно долго", а 3-5 минут. Поэтому, как только напряжение на C1 окажется меньше, чем на (+) входе, опять произойдет запуск, но теперь уже по (-) входу. Для устранения этого эффекта надо фиксировать напряжение на C1 на уровне, выше, чем на (+) входе. Для этого к C1 подключить делитель 150К-13К, к средней точке диод, минусом к C1.