Детектор уровня с гистерезисом

Устройство предназначено для преобразования сигналов синусоидальной или другой формы в прямоугольные сигналы.

Как видно из временной диаграммы, при напряжение на выходе компаратора фиксируется на уровне. При этом напряжение верхнего порога срабатывания равно:

. (32)

Когда (момент), выходное напряжение становится отрицательным и равным. Отрицательное выходное напряжение вызывает изменение напряжения на неинвертируемом входе до напряжения нижнего порога срабатывания:

. (33)

Далее компаратор не изменит своего состояния, пока не станет меньше(момент). После переключения (момент) напряжение инвертирующего входа снова становится равным. Поэтому благодаря гистерезису небольшие помехи во входном сигнале не вызовут ложного переключения детектора.

Генератор прямоугольных импульсов

Схема генератора и временные диаграммы его работы показаны на рис.11.

На первом графике временной диаграммы (рис. 11,б) показана форма симметричного выходного напряжения, уровни которого ипрактически достигают напряжения питания. Напряжение на неинвертирующем входесоответствует по форме выходному напряжению, но уменьшено по амплитуде враз.

Так как напряжение между входами ОУ приближается к нулю, то ОУ меняет свое состояние выхода лишь в момент, когда напряжение на конденсаторе достигает значениеили. В остальное время конденсатор перезаряжается током, поступающим с выхода ОУ через резистор.

Законы изменения напряжения на конденсаторе для интервалов времени иможно записать, соответственно, в виде

,

. (34)

Учитывая, что в первом случае изменение выходного состояния ОУ происходит в момент времени при достижении напряжения, а во втором случае в момент временипри, можно определить длительность временных интервалови:

,

. (35)

Если выходной сигнал симметричен относительно нуля, то

, (36)

поэтому период повторения мало зависит от параметров ОУ:

. (37)

Ждущий мультивибратор

Предназначен для выработки на выходе импульсов заданной длительности при поступлении на управляющий вход коротких запускающих импульсов.

При схема формирует положительный импульс длительностьюпри отрицательном запускающем импульсе. Если поменять полярностьи сделать, то схема будет формировать отрицательный импульс при положительном запускающем.

Выражение для тока через конденсатор можно записать в известном виде

. (38)

Пусть в соответствии с временной диаграммой (рис. 12, б) в состоянии покоя схемы . Этому соответствует напряжение на конденсаторе

. (39)

В момент времени на инвертирующий вход компаратора поступает отрицательный импульс. Напряжение на выходе схемы становится равным. Напряжение на конденсаторе при этом изменяется отдо.

Ток через конденсатор будет изменяться по закону:

, (40)

где .

Напряжение на неинвертирующем входе, равное

,

будет изменяться от

до величины .

То есть

. (41)

Поскольку на инвертирующем входе после момента , переключение компаратора будет иметь место при, когда мгновенное значениебудет равно нулю. Таким образом,,, то есть

. (42)

Логарифмируя это выражение, находим длительность импульса, вырабатываемого мультивибратором:

. (43)

Полученная формула, как и в предыдущих примерах, базируется на представлении ОУ как идеального устройства.