ژنراتور ولتاژ رمپ. مدار ژنراتور پالس رمپ

ژنراتور الکترونیکی وسیله ای برای تولید نوسانات الکتریکی مداوم با اشکال مختلف ، فرکانس ها و قدرت است. خیلی اوقات ، ژنراتورها بر اساس OP-AMPS ساخته می شوند.

مولتی ویبراتور

مولتی ویبراتور یک ژنراتور ولتاژ با شکل نزدیک به مستطیل شکل خوانده می شود. نام آن نشان دهنده این واقعیت است که چنین ولتاژ ، هنگامی که به یک سری فوریه گسترش می یابد ، به عنوان یک سری حاوی هارمونیک های بالاتر ظاهر می شود (چند - بسیاری از).

با توجه به ویژگی های OP-AMP (شکل 2.13 را ببینید ، ب) مشاهده می شود که ولتاژ خروجی تقویت کننده به صورت خطی به ولتاژ ورودی فقط در یک محدوده بسیار باریک - صدها میکروولت بستگی دارد. اگر ولتاژ ورودی خارج از این محدوده باشد ، سیگنال خروجی فقط می تواند دو مقدار را در نظر بگیرد: +uВь1х (≈ +12 ولت) و -UВь1х (≈ -12 ولت). اصل تشکیل یک ولتاژ مولتی ویبراتور مستطیلی بر اساس این ویژگی تقویت کننده عملیاتی است (شکل 2.20، آ).

برنج. 2.20. مولتی ویبراتور(آ) و نمودارهایی که کار آن را توضیح می دهد (ب)

فرض کنید در لحظه روشن شدن یک اختلاف پتانسیل منفی کوچک (چند میلی ولت) بین ورودی های تقویت کننده وجود دارد. در این حالت، یک ولتاژ + UOUT در خروجی و به ورودی غیر معکوس از تقسیم کننده تولید می شود. آر 1، آر 2 پتانسیل مثبت اعمال خواهد شد +U n خازن در امتداد مدار "Uout-R3-C-Case" شروع به شارژ شدن می کند و سعی می کند به پتانسیل + Uout برسد. پتانسیل در ورودی معکوس شروع به افزایش می کند تا زمانی که از پتانسیل ورودی غیر معکوس فراتر رود. +U د- در این لحظه، تقویت کننده یک ولتاژ منفی در خروجی ایجاد می کند -U خارج می شود و یک پتانسیل منفی در ورودی غیر معکوس ایجاد می کند -U D. خازن اکنون با رسیدن به پتانسیل خود شروع به شارژ مجدد می کند -U vyx با این حال، به محض اینکه پتانسیل در ورودی معکوس کمتر از پتانسیل در ورودی غیر معکوس شود. -U D، تقویت کننده یک ولتاژ مثبت در خروجی تولید می کند +U vyx چنین فرآیند ناگهانی تغییر ولتاژ خروجی از + U خاموش تا -U خروجی و برگشت تا زمانی که ولتاژ تغذیه از تقویت کننده عملیاتی حذف شود تکرار می شود. نمودارهایی که فرآیندهای توصیف شده را نشان می دهند در شکل 1 نشان داده شده است. 2.20، ب دوره نوسانات G توسط ثابت زمانی شارژ خازن τ = تعیین می شود آر 3ج و همچنین میزان پتانسیل تولید شده توسط تقسیم کننده آر 1، آر 2، ولتاژ کمتر Uout.

ژنراتور ولتاژ رمپ

ولتاژ دو سر خازن به صورت خطی افزایش می یابد اگر با جریان مستقیمی که به ولتاژ دو سر آن بستگی ندارد شارژ شود و مقاومت بار از تأثیرگذاری بر این جریان جلوگیری شود. شرط باید رعایت شود آر n >> R. ادغام با گذشت زمان بیان

وضعیت من ج = ثابت در مدار یک ژنراتور ولتاژ دندانه اره (RVG) بر اساس یک آپ امپ (شکل 2.21، آ) ارائه شده توسط ولتاژ ثابت UIN. در حالی که ترانزیستور برای مدتی قفل است تی n خازن شارژ می شود و ولتاژ دو طرف آن در یک خط مستقیم افزایش می یابد. تقویت کننده، سعی می کند تفاوت پتانسیل را در ورودی های خود نزدیک به صفر ایجاد کند، یک ولتاژ خروجی تولید می کند که ولتاژ خازن را تکرار می کند. هنگامی که یک پالس Udischarge اعمال می شود، ترانزیستور باز می شود و خازن به سرعت از طریق آن تخلیه می شود. تی razr، پس از آن فرآیند شارژ مجدد تکرار می شود. ولتاژ خروجی مدار شکل دندانه اره ای به خود می گیرد که تا زمانی که مقدار ولتاژ در محدوده -Uout تا +Uout باشد حفظ می شود.

دندان اره ای ولتاژی است که متناسب با زمان افزایش می یابد و به طور ناگهانی کاهش می یابد. در شکل 46، آیک ولتاژ دندان اره ایده آل با زمان افزایش را نشان می دهد تی نارو زمان افول t sp،برابر با صفر بدیهی است که دوره چنین تنشی تیبرابر با زمان افزایش ژنراتورهای ولتاژ دندان اره واقعی دارای ولتاژ نه چندان خطی افزایشی و زمان پوسیدگی غیر صفر هستند (شکل 46، ب).

ولتاژ رمپ برای اسکن پرتو الکترونی در دستگاه های پرتو الکترونی استفاده می شود.

برنج. 46. منحنی تغییرات ولتاژ دندان اره ایده آل (a) و واقعی (b).

بیایید عملکرد یک ژنراتور ولتاژ اره ای ترانزیستوری کنترل شده با بازخورد خازنی را در نظر بگیریم (شکل 47).

برنج. 47. مدار ژنراتور ولتاژ اره

ژنراتور توسط پالس های قطب منفی از طریق یک دیود کنترل می شود VDI.در حالت اولیه ، ترانزیستور VT1قفل شده توسط ولتاژ مثبت تامین شده از منبع emf. زنبور عسلاز طریق یک مقاومت R 2، دیود VDIو مقاومت R 1.خازن باشارژ از طریق R K، R 1,VDIو R 2تقریبا به ولتاژ E keوقتی یک پالس کنترل اعمال می شود ، دیود VD1قفل شده است. ترانزیستور VTIباز می شود، زیرا اکنون ولتاژ از طریق یک مقاومت به پایه آن تامین می شود آر.تخلیه خازن از طریق ترانزیستور باز شروع می شود. پتانسیل پایه و کلکتور در لحظه باز شدن قفل ترانزیستور به طور ناگهانی کاهش می یابد. بازخورد خازنی بین کلکتور و پایه جریان تخلیه خازن را تقریبا ثابت نگه می دارد.

در انتهای پالس کنترل، دیود باز می شود و ترانزیستور توسط ولتاژ منبع emf بسته می شود. زنبور عسل،و خازن شروع به شارژ می کند با.

برای اطمینان از تخلیه کامل خازن و به دست آوردن حداکثر دامنه ولتاژ دندانه اره، مدت زمان پالس های کنترل بر اساس نسبت انتخاب می شود.

τ = (1,1 – 1,2)اندازه t

جایی که اندازه t- زمان تخلیه خازن

فرکانس ولتاژ دندانه اره توسط پارامترهای مدار تخلیه تعیین می شود و توسط خواص فرکانس ترانزیستور محدود می شود.

در اینجا مجموعه ای از مواد وجود دارد:

استفاده از آنالوگ های ترانزیستور دینیستور در ژنراتورهای آرامش معمولی است، زیرا برای محاسبه و عملکرد دقیق این ژنراتور به پارامترهای کاملاً تعریف شده دینیستور نیاز است. برخی از این پارامترها برای دینیستورهای صنعتی یا دارای گسترش تکنولوژیکی زیادی هستند یا اصلا استاندارد نیستند. و ساخت آنالوگ با پارامترهای کاملاً مشخص دشوار نیست.

سیگنال دندان اره نشان داده شده در بالا نشان داده شده است. زمان ریکاوری همیشه کمتر از زمان رفت و برگشت است. هنگامی که زمان بازگشت صفر شود، سیگنال دندان اره تولید می شود. سرعت جاروب امواج دندانه اره به خازن مورد استفاده در مدار بستگی دارد. سرعت جارو توسط یک مقاومت قرار داده شده در مدار کنترل می شود.

شارژ و دشارژ خازن سیگنال نشان داده شده در شکل زیر را تولید می کند. ترانزیستور مقاومت کمی ایجاد می کند که از طریق آن خازن تبدیل به تخلیه می شود. ولتاژ لحظه ای و ولتاژ منبع تغذیه با ولت، زمان با دومی، مقاومت بر حسب اهم و خازن بر حسب فاراد اندازه گیری می شود.

مدار ژنراتور ولتاژ رمپ

ژنراتور آرامش به صورت زیر است:

(A1)- ژنراتور آرامش بر اساس تریستور دیود (دینیستور) (A2)- در مدار A1 دینیستور با آنالوگ ترانزیستور جایگزین می شود. می توانید پارامترهای آنالوگ ترانزیستور را بسته به ترانزیستورهای استفاده شده و مقادیر مقاومت محاسبه کنید.

اصطلاح "دندان اره ای" به شکل موج اشاره دارد و بنابراین تا زمانی که شکل موج شکل اصلی تیغه اره را حفظ کند، می تواند زمان افزایش یا سقوط داشته باشد. ژنراتور خلبان. مداری است که سیگنال تیغه اره را از یک ورودی خارجی یا از نوسانات خود تولید می کند، مانند یک نوسان ساز آرامش. مداری که برای تولید عملکرد دندانه اره طراحی شده است دارای یک رمپ خطی بسیار کند خواهد بود که از حالت ثابت به اوج می رسد. با رسیدن به پیک ولتاژ سطح شیب دار، ولتاژ خیلی سریع به سطح اولیه باز می گردد.

مقاومت R5کوچک انتخاب شده (20 - 30 اهم). برای محدود کردن جریان عبوری دینیستور یا ترانزیستور در لحظه باز شدن طراحی شده است. در محاسبات، تأثیر این مقاومت را نادیده می گیریم و فرض می کنیم که ولتاژ دو طرف آن عملاً کاهش نمی یابد و خازن از طریق آن فوراً تخلیه می شود.

پارامترهای دیانیستور مورد استفاده در محاسبات در مقاله مشخصات ولت آمپر دیانیستور توضیح داده شده است.

عملکرد مدار ترانزیستور تک قطبی

زمان سقوط بسیار کوتاهتر از زمان افزایش است، اما آنی نیست، اگرچه در مقایسه با زمان افزایش یکسان به نظر می رسد. زمانی که سیگنال به عنوان یک ژنراتور جابجایی استفاده می شود، زمان پاییز به عنوان فلای بک نیز شناخته می شود. مدار به عنوان یک نوسان ساز عمل می کند و شارژ و دشارژ خازن را خاموش می کند. البته، می توانید با افزودن یک تریمر به عنوان تنظیم فعلی، فرکانس را نیز متغیر کنید. قسمت بالایی ماشین اصلاح به ولتاژ تغذیه متصل باقی می ماند. در حالی که انتهای دیگر موبر مانند پیکربندی بدون اتصال باقی می ماند.

[حداقل ولتاژ خروجی، V] =

[حداکثر ولتاژ خروجی، V] =

محاسبه مقاومت مقاومت R4

برای مقاومت R4، دو رابطه باید رعایت شود:

[مقاومت R4، کیلو اهم] > 1.1 * ([ولتاژ تغذیه، V] - [ولتاژ خاموشی دینیستور، V]) / [جریان نگه داشتن، mA]

این لازم است تا دینیستور یا آنالوگ آن در هنگام تخلیه خازن به طور ایمن قفل شود.

این زمان شارژ، افزایش سطح شیب دار شفت دندانه اره و همچنین زمان رفت و برگشت در کاربردهای خاص است. زمان رمپ به مقادیر مقاومت و خازن بستگی دارد. زمان پاییز زمان مورد نیاز برای تخلیه خازن از طریق ترانزیستور است. مدار لوله خلاء سمت راست نمونه دیگری از مدارهایی است که شکل موج دندانه اره ای را خروجی می دهد. این مدار به عنوان یک ژنراتور جارو در یک اسیلوسکوپ یا نمایشگر دیگر استفاده می شد. رمپ یا بخش رفت و برگشت خروجی برای حرکت پرتو الکترونی از چپ به راست در سراسر نمایشگر استفاده می‌شود، در حالی که بخش بازگشت یا برگشت پرتو را به نقطه شروع باز می‌گرداند.

[مقاومت R4، کیلو اهم] ولتاژ تغذیه، V] - [ ولتاژ باز کردن قفل دینیستور، V]) / (1.1 * [جریان آزاد، mA])

این لازم است تا خازن بتواند به ولتاژ مورد نیاز برای باز کردن قفل دینیستور یا معادل آن شارژ شود.

ضریب 1.1 به صورت مشروط به دلیل تمایل به دستیابی به حاشیه 10 درصد انتخاب شد.

اگر این دو شرط با یکدیگر تضاد داشته باشند، به این معنی است که ولتاژ تغذیه مدار برای این تریستور بسیار کم انتخاب شده است.

این مدار به عنوان مثال برای نشان دادن لوله خلاء مورد استفاده به عنوان ژنراتور دندانه اره و روش دوم تغییر زمان جارو استفاده می شود. همانطور که از یک مقاومت متغیر در مدار بالای آن استفاده می شود، برای تغییر زمان جارو کردن از یک سوئیچ استفاده می شود.

این اندازه گیری زمان بر اساس میزان تغییر ولتاژ است. نکته مهم دیگر استفاده از قسمت خطی زمان خیز خازن ها است. فقط اولین باری که ثابت یک رمپ خطی یا مقداری خطی است. همانطور که خازن قادر به شارژ بیشتر است، زمان شارژ بیشتر و بیشتر کاهش می یابد. البته رمپ اره در زمان خیزش خطی است. همین امر در مورد زمان تخلیه خازن نیز صدق می کند. هر چه زمان تخلیه بیشتر باشد، دبی خطی کوچکتر خواهد بود.

محاسبه فرکانس نوسانگر آرامش

فرکانس ژنراتور را می توان تقریباً از ملاحظات زیر تخمین زد. دوره نوسان برابر است با مجموع زمان شارژ خازن به ولتاژ باز کردن قفل دینیستور و زمان تخلیه. ما موافقت کردیم که فرض کنیم خازن فوراً تخلیه می شود. بنابراین ما باید زمان شارژ را تخمین بزنیم.

آیا می توانید به من نشان دهید که چگونه یک نوسان ساز دندان اره فرکانس متغیر بسازم؟ موج دندانه اره ای با یک برگشت ولتاژ خطی مثبت همراه با افت شدید به صفر مشخص می شود. یکی از راه های تولید سطح دندانه اره این است که به آرامی یک خازن را از طریق منبع DC شارژ کنید و سپس خازن را به سرعت تخلیه کنید و آن را کوتاه کنید.

با تکرار این فرآیند، موج دندانه اره ای ایجاد می شود. اما منابع DC می توانند مشکل ساز باشند، به خصوص اگر بخواهید آن را سفارشی کنید. به جای منبع جریان ثابت، اغلب از یک مقاومت ثابت برای محدود کردن جریان شارژ کلاهک استفاده می شود. با این حال، ولتاژ در خازن شارژ با استفاده از یک مقاومت ثابت خطی نیست. اما با انتخاب بخشی از منحنی که کم و بیش خطی است، همانطور که با خطوط نقطه قرمز نشان داده شده است، می توانیم یک شبه پیلو ایجاد کنیم. تایمر 555 یک نوسان ساز استیبل است که از شارژ و دشارژ خازن استفاده می کند.

گزینه دوم: R1- 1 کیلو اهم، R2، R3- 200 اهم، R4- Trimmer 3 Kohm (تنظیم شده روی 2.5 Kohm) ، ولتاژ تغذیه- 12 ولت. ترانزیستورها- KT502، KT503.

الزامات بار ژنراتور

ژنراتورهای ریلکسیشن فوق می توانند با باری کار کنند که مقاومت ورودی بالایی داشته باشد تا جریان خروجی بر فرآیند شارژ و دشارژ خازن تاثیری نداشته باشد.

کامل نیست، اما برای اکثر وسایل الکترونیکی به اندازه کافی خوب است. شکل موج سپس بافر و مشروط است. بانک فرکانس فرکانس را تغییر می دهد و کنترل شکل موج موج را طوری تنظیم می کند که بالا و پایین شکل موج قطع نشود.

یک موج شیبدار خطی تر را می توان با استفاده از یک شمارنده دیجیتال با خروجی های وزن دار ایجاد کرد. به ژنراتور دندان اره در شکل 3 نگاه کنید. آیا شبیه شماره 3 است؟ این جریان ها در op-amp غیر معکوس و گره خروجی به عنوان یک ولتاژ جمع می شوند.

[مقاومت بار، کیلو اهم] >> [مقاومت R4 مقاومت ، kohm]

ژنراتور ولتاژ رمپ- ژنراتور ولتاژ متغیر خطی (جریان)، یک دستگاه الکترونیکی که دوره ای تولید می کند نوسانات ولتاژ (جریان) به شکل دندانه اره. پایه ای هدف gpn کنترل زمان رفت و برگشت پرتو در دستگاه هایی با استفاده از لوله های پرتو کاتدی است. G.p.n. همچنین در دستگاه هایی برای مقایسه ولتاژ، تاخیر زمانی و انبساط پالس استفاده می شود. برای بدست آوردن ولتاژ دندانه اره از فرآیند شارژ (دشارژ) خازن در مداری با ثابت زمانی زیاد استفاده می شود. ساده ترین G. p.n. (شکل 1، الف) شامل مدار یکپارچه RCو یک ترانزیستور که عملکردهای یک سوئیچ با کنترل دوره ای را انجام می دهد. تکانه ها در صورت عدم وجود پالس، ترانزیستور اشباع شده (باز) و دارای مقاومت کم کلکتور - امیتر، بخش خازن است. باتخلیه شد (شکل 1، ب). هنگامی که یک پالس سوئیچینگ اعمال می شود، ترانزیستور خاموش می شود و خازن از منبع تغذیه با ولتاژ شارژ می شود - E k- سکته مستقیم (کار). ولتاژ خروجی G.p.n از خازن حذف شده است با، طبق قانون تغییر می کند. در انتهای پالس سوئیچینگ، ترانزیستور قفل و خازن باز می شود بابه سرعت از طریق امیتر با مقاومت کم - کلکتور تخلیه می شود (معکوس). پایه ای مشخصات G.p.n.: دامنه ولتاژ دندانه اره، ضریب. غیرخطی و ضریب با استفاده از ولتاژ منبع تغذیه. زمانی که در این طرح

مدت زمان سکته مغزی تی p و فرکانس ولتاژ دندانه اره با طول مدت و فرکانس پالس های سوئیچینگ تعیین می شود.

ضرر ساده ترین G. P.N. کوچک است k Eدر پایین مقادیر e مورد نیاز در محدوده 0.0140.1 است که کوچکترین مقادیر مربوط به دستگاه های مقایسه و تاخیر است. غیر خطی بودن ولتاژ دندانه اره در طول حرکت رو به جلو به دلیل کاهش جریان شارژ به دلیل کاهش اختلاف ولتاژ رخ می دهد. ثبات تقریبی جریان شارژ با گنجاندن یک شبکه دو ترمینالی تثبیت کننده جریان غیرخطی (حاوی یک ترانزیستور یا لوله خلاء) در مدار شارژ به دست می آید. در چنین G. p.n. و . در G. p.n. با مثبت با بازخورد ولتاژ، ولتاژ دندانه اره خروجی به عنوان یک emf جبران کننده به مدار شارژ عرضه می شود. در این حالت، جریان شارژ تقریباً ثابت است که مقادیر 1 و 0.0140.02 = را ارائه می دهد. G.p.n. برای اسکن در لوله های اشعه کاتدی با آهنرباهای الکتریکی استفاده می شود. انحراف پرتو برای به دست آوردن یک انحراف خطی، تغییر خطی در جریان در سیم پیچ های انحراف ضروری است. برای یک مدار سیم پیچ معادل ساده شده (شکل 2، a)، شرایط خطی جریان زمانی که یک ولتاژ ذوزنقه ای به پایانه های سیم پیچ اعمال می شود، برآورده می شود. این تنش ذوزنقه ای (شکل 2، ب) را می توان از دانشگاه علوم دولتی دریافت کرد. هنگامی که به مدار شارژ متصل می شود، مکمل خواهد بود. مقاومت آر d (نشان داده شده در شکل 1، آخط نقطه چین). سیم پیچ های انحراف جریان های زیادی را مصرف می کنند، بنابراین مولد ولتاژ ذوزنقه ای با تقویت کننده قدرت تکمیل می شود.

اصل عملکرد ژنراتور آرامش بر این واقعیت استوار است که خازن از طریق یک مقاومت به ولتاژ خاصی شارژ می شود. با رسیدن به ولتاژ مورد نیاز، عنصر کنترل باز می شود. خازن از طریق مقاومت دیگری به ولتاژی تخلیه می شود که در آن عنصر کنترل بسته می شود. بنابراین ولتاژ خازن طبق یک قانون نمایی افزایش می یابد، سپس طبق یک قانون نمایی کاهش می یابد.

برای اطلاعات بیشتر در مورد نحوه شارژ و دشارژ خازن از طریق مقاومت می توانید به لینک مراجعه کنید.