воскресенье, 1 июня 2014 г.

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=
R2=
R3=
R4=
C1=
Uп=В
Начальное напряжение U0=В
Конечное напряжение U2=В

Длительность импульса tи=
Длительность разряда tр=
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)

4 комментария:

  1. 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?

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Разобрался. Тот резистор в 1к и отвечает за чувствительность.

      Удалить
  2. В этой схеме на выходе в состоянии ожидания около 2В. Если светодиод красный, будет заметно.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Я думаю это можно исправить если заменить операционный усилитель на такой в котором на выходе напряжение логического нуля ниже.

      Удалить