Радиолоцман Электроника en
расширенный поиск +
  

11-11-2015

Линейный генератор пилообразных сигналов на одном операционном усилителе

Журнал РАДИОЛОЦМАН, февраль 2015

Einar Abell

EDN

В статье продемонстрирован простой способ формирования из ступенчатого входного сигнала пилообразного напряжения с почти постоянной скоростью нарастания. В базовой схеме используется единственный операционный усилитель (Рисунок 1). Если бы схема основывалась на интеграторе, таких усилителей, в типичном случае, потребовалось бы три.

Линейный генератор пилообразных сигналов на одном операционном усилителе
Рисунок 1. Генератор пилообразного напряжения.

Операционный усилитель включен повторителем напряжения. Два фиксирующих диода D1 и D2 ограничивают входное напряжение до уровня большего или меньшего выходного на величину, равную падению напряжения на одном диоде. Когда в результате скачка входное напряжение изменится на вольт или более, падение напряжения на R2 благодаря диодам будет оставаться примерно постоянным и равным 0.3 В (поскольку выходное напряжение повторит все изменения входного), обеспечивая постоянную скорость нарастания, значение которой можно оценить следующим выражением:

Выходное напряжение отсутствует, пока входное напряжение меньше 0.3 В, а затем начинает расти со скоростью, определяемой постоянной времени (R1+R2)·C1, и достигает конченого значения, равного входному напряжению VIN. Чтобы схема работала лучше, сопротивление резистора R2 должно быть больше сопротивления R1, желательно, как минимум, на порядок. Наилучшие результаты можно получить от этой простой схемы при достаточно больших ступеньках входного напряжения, где большое время установления не имеет особого значения.

В схему на Рисунке 2 добавлен дополнительный усилитель, позволяющий запускать генератор сигналами размахом в несколько милливольт.

Линейный генератор пилообразных сигналов на одном операционном усилителе
Рисунок 2. Усовершенствованный генератор пилообразного напряжения.

U1 усиливает разность между напряжениями на входе и выходе, позволяя диодному фиксатору работать до тех пор, пока выходное напряжение не станет почти равным входному. Напряжение на выходе будет появляться после того, как входное напряжение достигнет величины прямого напряжения диода, деленного на коэффициент усиления U1, равный

Если усиление сделать слишком большим, схема станет неустойчивой. Собственная скорость нарастания усилителя U1 должна быть, по крайней мере, на порядок (чем больше, тем лучше) выше скорости нарастания выходного напряжения. Для поддержания D1 и D2 в открытом состоянии усилителю U1 требуется дополнительный запас, что обычно означает необходимость такого ограничения диапазона изменения входного напряжения, чтобы до минимального и максимального значений выходного напряжения U1 оставалось более одного вольта.

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Linear ramp generator uses one op-amp

Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя
Фрагменты обсуждения:Полный вариант обсуждения »
  • ....чушь , линейность пили будет зависить от линейности ВАХ диодов. А, о линейности ВАХ диодов, есть благодатная темочка общаться лиш с випусницами пединститутов, имхо..... И еще, при определенних условиях пила станет трапецовидной с плавним переходом - а ето комуто надо???....
  • Уважаемый hrpankov, здравствуйте. Вы абсолютно правы утверждая, что линейность выходного напряжения будет низкой и определяться ВАХ диодов. Осмелюсь обратить Ваше Августейшее внимание на тот факт, что речь в статье идёт не о генераторе линейного пилообразного напряжения, а о линейном генераторе пилообразных сигналов. Что за зверь такой, линейный генератор? И кто сказал, что пила должна быть непременно с линейной формой "зуба"? :p:confused:
Рекомендуемые публикации по теме:
Схемы  »
Микросхема CPLD обеспечивает тактирование двух устройств от одного генератора сигналом со скважностью 50%
Новости  »
Генератор сигналов R&S SLG компании Rohde & Schwarz обеспечивает моделирование до 32 спутниковых сигналов с помощью одного прибора
Новости  »
АКИП представляет новые функциональные генераторы сигналов с увеличенной амплитудой выходного сигнала
Схемы  »
Изолированный источник тактового сигнала служит тестовым генератором
Форум  »
Подключение двух источников сигнала к одному линейному входу

При перепечатке материалов с сайта прямая ссылка на РадиоЛоцман обязательна.

Приглашаем авторов статей и переводов к публикации материалов на страницах сайта.

Срезы ↓
Датчики влажности и температуры ДВТ-03
Датчики влажности и температуры ДВТ-03
Цена: от 3 168 руб.
Доставка: Россия и страны СНГ
Осциллограф Rohde Schwarz RTB2002
Осциллограф Rohde&Schwarz RTB2002
2 канала, 70 МГц, память 20 Мб, частота дискретизации 2,5 ГГц. Емкостной цветной сенсорный, диагональю 10.1 дюймов
Цена: от 128 тыс. руб.
Доставка: Россия и страны СНГ
DC-DC повышающий регулируемый преобразователь питания на MT3608
DC-DC регулируемый преобразователь питания
на MT3608
Входное напряжение: 2В-24В
Выходное напряжение: 4В-28В
Входной ток: 2А
Цена: от 22 руб.
Доставка: Весь мир / Россия
радиолоцман вконтакте радиолоцман одноклассники радиолоцман facebook радиолоцман twitter радиолоцман google плюс
Рейтинг@Mail.ru