Генераторы несинусоидальных колебаний

Генераторы несинусоидальных колебаний генерируют несинусоидальные колебания. Это не какая-то особая форма колебаний. Несинусоидальные колебания могут иметь прямоугольную, пилообразную или треугольную форму или комбинацию этих форм. Общей характеристикой для всех генераторов несинусоидальных колебаний является то, что все они — релаксационные генераторы. Релаксационный генератор запасает энергию в реактивной компоненте в течение одной фазы цикла колебаний и постепенно отдает ее в течение релаксационной фазы цикла.

Релаксационными генераторами являются блокинг-генераторы и мультивибраторы. На рисунке изображена схема блокинг-генератора.

Блокинг- генератор

Причиной названия является то, что транзистор легко переводится в режим блокирования (запирания). Условие блокирования определяется разрядом конденсатора С1 Конденсатор С1 заряжается через переход эмиттер-база транзистора Qr Однако когда конденсатор C1 заряжен, у него есть только один путь разряда — через резистор R1 Величина постоянной времени RC цепочки из резистора и конденсатора устанавливает, как долго транзистор будет заперт (блокирован), а также определяет частоту колебаний. Большая постоянная времени соответствует низкой частоте, а маленькая постоянная времени — высокой частоте.

Если выходное напряжение взять с RC цепочки в эмит- терной цепи транзистора, то оно будет иметь пилообразную форму.

Напряжение пилообразной формы, генерируемое блокинг-генератором

RC цепочка определяет частоту колебаний и создает пилообразное напряжение. На транзистор подано напряжение смещения в прямом направлении через резистор R1 Как только транзистор Q1 начинает проводить, конденсатор Ct быстро заряжается. Положительный потенциал на верхней обкладке конденсатора С1 смещает эмиттерный переход в обратном направлении, запирая транзистор Q1 Конденсатор С1 разряжается через резистор R2, образуя задний фронт пилообразного импульса. Когда конденсатор C1 разряжается, транзистор Q1 опять смещается в прямом направлении и начинает проводить, повторяя процесс.

Конденсатор С1 и резистор R2 определяют частоту колебаний. Сделав резистор R2 переменным, можно изменять частоту колебаний. Если резистор R2 имеет высокое сопротивление, постоянная времени RC цепочки велика и частота колебаний низка. Если резистор R2 имеет низкое сопротивление, постоянная времени RC цепочки уменьшится и частота колебаний возрастет.

Мультивибраторэто релаксационный генератор, который может находиться в одном из двух временно стабильных состояний, и быстро переключаться из одного состояния в другое.

На рисунке изображена основная схема автоколебательного мультивибратора.

Автоколебательный мультивибратор

Основой генератора являются два каскада, связанные между собой таким образом, что на вход каждого каскада подается сигнал с выхода другого каскада. Когда один каскад открыт, другой заперт до тех пор, пока эти условия не поменяются местами. Цепь самовозбуждается благодаря наличию положительной обратной связи. Частота колебаний определяется параметрами цепи связи.

Астабильный мультивибратор является разновидностью автоколебательных мультивибраторов. Астабильный мультивибратор вырабатывает прямоугольные импульсы. Изменением постоянной времени RC цепочки цепей связи можно получить прямоугольные импульсы любой желаемой ширины. Изменением значений резистора и конденсатора может быть изменена рабочая частота. Стабильность частоты мультивибратора выше, чем у типового блокинг- генератора.

Интегральной микросхемой, которая может быть использована в качестве астабильного мультивибратора является таймер 555.

Блок-схема интегральной микросхемы 555

Эта интегральная микросхема может выполнять много функций. Она состоит из двух компараторов, триггера, выходного каскада и разрядного транзистора.

На рисунке изображена схема, в которой таймер 555 используется в качестве астабильного мультивибратора.

Астабильный мультивибратор на основе таймера 555

Частота колебаний определяется резисторами RA и RB и конденсатором С1 Эта цепь находит широкое применение в промышленности.

Рейтинг: 0 / Голосов: 0