Учебники

Генераторы сигналов

Генератор сигналов – это электронная схема, которая генерирует стандартную волну. Существует два типа генераторов сигналов на основе операционных усилителей –

  • Генератор прямоугольных импульсов
  • Генератор треугольных волн

В этой главе подробно рассматривается каждый из этих генераторов сигналов на основе операционного усилителя.

Генератор прямоугольной волны

Генератор прямоугольной волны – это электронная схема, которая генерирует прямоугольную волну. В этом разделе обсуждаются генераторы прямоугольных сигналов на основе операционных усилителей.

Принципиальная схема генератора прямоугольных сигналов на основе операционного усилителя показана на следующем рисунке.

Генератор прямоугольной волны

Обратите внимание, что на схеме, показанной выше, резистор R1 подключен между инвертирующей входной клеммой операционного усилителя и его выходом операционного усилителя. Итак, резистор R1 используется в отрицательной обратной связи . Аналогично, резистор R2 подключен между неинвертирующей входной клеммой операционного усилителя и его выходом. Итак, резистор R2 используется на пути положительной обратной связи .

Конденсатор С подключен между инвертирующей входной клеммой операционного усилителя и массой. Таким образом, напряжение на конденсаторе C будет входным напряжением на этом инвертирующем выводе операционного усилителя. Аналогично, резистор R3 подключен между неинвертирующей входной клеммой операционного усилителя и массой. Таким образом, напряжение на резисторе R3 будет входным напряжением на этом неинвертирующем выводе операционного усилителя.

Работа генератора прямоугольных импульсов объясняется ниже –

  • Предположим, что в конденсаторе изначально нет заряда . Тогда напряжение, присутствующее на инвертирующей клемме операционного усилителя, равно нулю. Но на неинвертирующем выводе операционного усилителя имеется некоторое напряжение смещения. Из-за этого значение, представленное на выходе вышеупомянутой схемы, будет +Vsat.

  • Теперь конденсатор C начинает заряжаться через резистор R1. Значение, присутствующее на выходе вышеуказанной схемы, изменится на Vsat, когда напряжение на конденсаторе C станет чуть больше, чем напряжение (положительное значение) на резисторе R3.

  • Конденсатор C начинает разряжаться через резистор R1, когда выходной сигнал вышеупомянутой цепи равен Vsat. Значение, присутствующее на выходе вышеуказанной схемы, изменится на +Vsat, когда напряжение на конденсаторе C достигает чуть меньше (более отрицательного) напряжения (отрицательного значения) на резисторе R3.

Предположим, что в конденсаторе изначально нет заряда . Тогда напряжение, присутствующее на инвертирующей клемме операционного усилителя, равно нулю. Но на неинвертирующем выводе операционного усилителя имеется некоторое напряжение смещения. Из-за этого значение, представленное на выходе вышеупомянутой схемы, будет +Vsat.

Теперь конденсатор C начинает заряжаться через резистор R1. Значение, присутствующее на выходе вышеуказанной схемы, изменится на Vsat, когда напряжение на конденсаторе C станет чуть больше, чем напряжение (положительное значение) на резисторе R3.

Конденсатор C начинает разряжаться через резистор R1, когда выходной сигнал вышеупомянутой цепи равен Vsat. Значение, присутствующее на выходе вышеуказанной схемы, изменится на +Vsat, когда напряжение на конденсаторе C достигает чуть меньше (более отрицательного) напряжения (отрицательного значения) на резисторе R3.

Таким образом, схема, показанная на приведенной выше диаграмме, будет создавать прямоугольную волну на выходе, как показано на следующем рисунке –

Работа генератора прямоугольных импульсов

Из рисунка выше видно, что выходной сигнал генератора прямоугольных импульсов будет иметь одно из двух значений: +Vsat и Vsat. Таким образом, выходные данные остаются в одном значении в течение некоторой продолжительности, а затем переходят в другое значение и остаются там в течение некоторой продолжительности. Таким образом, это продолжается.

Генератор треугольных волн

Генератор треугольной волны – это электронная схема, которая генерирует треугольную волну. Блок-схема генератора треугольной волны показана на следующем рисунке –

Генератор треугольных волн

Блок-схема генератора треугольной волны содержит в основном два блока: генератор прямоугольной волны и интегратор. Эти два блока расположены каскадно . Это означает, что выход генератора прямоугольных импульсов используется как вход интегратора. Обратите внимание, что интеграция прямоугольной волны – не что иное, как треугольная волна.

Принципиальная схема генератора треугольной волны на основе операционного усилителя показана на следующем рисунке –

Схема генератора треугольной волны

Мы уже видели принципиальные схемы генератора прямоугольных импульсов и интегратора. Заметьте, что мы получили вышеуказанную принципиальную схему генератора треугольной волны на основе операционного усилителя, заменив блоки соответствующими схемами в блок-схеме генератора треугольной волны.