Генераторы сигналов

ГЕНЕРАТОРЫ СИГНАЛОВ

 

1. Генератор  синусоидальных сигналов ГС (рис. 1).

Рис. 1. Генератор ГС

Расчет производится по заданному значению – частоты настройки генератора из условий и . Пусть задана частота .

Тогда с.

Задаемся стандартным значением емкости С = 0,01∙10-6 Ф. Тогда,  . Принимаем ближайшее стандартное значение .

Временная диаграмма здесь одна – по выходному напряжению (рис. 2). Для настроенного генератора это будет .

 

Рис.2. Временная диаграмма работы ГС

Для управления включением и отключением генератора ГС напряжением (электрическим сигналом) устанавливается транзисторный ключ К, как показано на рис.3.

Рис. 3. Управление включением-отключением ГС

.

2. Мультивибратор  МВ (рис.4).

Рис. 4. Мультивибратор

Расчет мультивибратора производят по заданной частоте на основе известной формулы

.

Пусть задана частота . Необходимо рассчитать значения сопротивлений резисторов и емкости С конденсатора. В формуле на частоту влияет отношение , а не резисторы по отдельности. Поэтому примем отношение (хорошее отношение для стабильной частоты). Тогда , где .

Отсюда .

Зададимся стандартным значением емкости Ф.Тогда . Выбираем ближайшее стандартное значение . Для определения из отношения зададимся стандартным значением . Тогда - тоже стандартная величина.

Для управлением включением-отключением мультивибратора при помощи ключа К используем транзисторный ключ, как показано на рис.5.

Рис. 5. Управление включением-выключением МВ

Рис. 6. Временные диаграммы управления мультивибратором

3.Одновибратор  ОВ (рис 7).

Рис. 7. Одновибратор

Как видно из схемы, одновибратор  - это заторможенный мультивибратор. После каждого запускающего импульса он генерирует один импульс напряжением постоянной длительности . Поэтому для расчета ОВ задается длительность импульса выходного напряжения . Формула позволяет определить .

 

Рис. 8. Временные диаграммы работы одновибратора

Пусть задана длительность . Тогда, задаваясь определяем . Зададимся стандартным значением емкости С = 0,01 Ф.

Тогда Ом. Выбираем ближайшее стандартное значение . Зададимся . Тогда .

Электрическая цепь, состоящая из емкости С1, резистора и диода VD, формирует короткие положительные импульсы для запуска одновибратора. Необходимо, чтобы эти импульсы были значительно короче заданного значения . Примем . Следовательно, . Задаваясь С1 = 0,01 мкФ, определим . Принимаем ближайшее стандартное значение  .

4. Компаратор  КМП (рис. 9).

Временные диаграммы работы компаратора при синусоидальном входном напряжении и постоянном напряжении приведены на рис. 9. В том случае, когда - непериодическое напряжение, а , то временные диаграммы работы компаратора будут иметь вид, показанный на рис. 10.

Рис. 9. Временные диаграммы работы компаратора при синусоидальном входном напряжении

Рис. 10. Компаратор: а – схема; б - временные диаграммы работы компаратора при несинусоидальном входном напряжении

3. Триггер  Шмитта ТШ (рис. 11)

Рис. 12. Триггер Шмитта

В триггере Шмитта микросхема охвачена положительной обратной связью ПОС. За счет ПОС при выполнении условий выходное напряжение скачком переходит от одного значения, например, , к другому значению .

Расчет триггера Шмитта осуществляется по заданному напряжению срабатывания. Пусть необходимо обеспечить порог срабатывания .

Известно, , где .

 

Следовательно, . Отсюда, . Отношение  . Задаваясь стандартным значением , определим . Выбираем ближайшее стандартное значение .