2005_podyak / кафедра 12

1.3.3 ГЛИН с внешним управлением и стабилизатором тока заряда на основе компенсирующей обратной связи

Рассмотрим вначале принцип построения подобного стабилизатора тока, блок- схема которого изображена на рис. 1.23. Здесь ток заряда конденсатора определяется из уравнения:

(1.63)

где КU_C1- напряжение обратной связи, реализованное с помощью усилителя

Рис. 1.23 (с коэффициентом усиления К), которое по-

дается в цепь заряда конденсатора последовательно с источником постоянного напряжения Е_П и, компенсируя напряжение U_C1, обеспечивает постоянство тока заряда в пределах достижимой точности. Решение дифференциального уравнения (1.63) относительно напряжения на конденсаторе дает следующий результат:

(1.64)

При близком к единице значении коэффициента усиления выражение (1.64) легко приводится к виду:

(1.65)

что подчеркивает высокую линейность формируемого напряжения. Значение К=1 является критическим, в этом случае схема переходит из режима формирования пилообразного напряжения в режим генерирования.

1.3.4 Автоколебательный ГЛИН треугольной формы

Все ранее рассмотренные схемы ГЛИН правильнее было бы назвать формирователями напряжения с участками линейной формы, временные параметры которого в существенной степени определялись внешними управляющими сигналами без какой-либо синхронизирующей связи с выходным напряжением. В автоколебательных ГЛИН в явной виде имеет место внутренний регенеративный процесс, с помощью которого происходит направленный переход от стадии заряда хронирующего конденсатора к стадии его разряда. С реализацией такой постановки задачи познакомимся на примере генератора треугольного напряжения с одинаковыми длительностями прямого и обратного участков линейной формы. Схема генератора и графики напряжений, иллюстрирующую ее работу, приведены на рисунках 1.24а, б.

Рис.1.24а

Рис. 1.24б

Как и в любой схеме этого типа генераторов, здесь имеется формирователь линейного напряжения и спусковое устройство, управляющее работой формирующего устройства. Формирующее устройство представляет собой интегрирующий усилитель, собранный на операционном усилителе А₁. На вход интегратора поступает знакопеременное симметричное прямоугольное напряжение U₁, которое создается следующим образом. Пусть в силу каких либо причин напряжение на выходе ОУ достигает уровня U₀- порога срабатывания схемы сравнения С1 (компаратора). В результате выходной сигнал S примет значение логической единицы, и триггер T установится также в значение ”1”. Установочный сигнал R при этом в соответствии схемой управления компаратором сохраняет низкое значение. Выходные сигналы триггера, всегда находящиеся в противофазе, управляют аналоговыми двухсторонними ключами К₁, К₂, поочередно подключающих на общий выход ключей уровни Е₀ и –Е₀. В рассматриваемой ситуации замкнут ключ К₂, на вход интегрирующего усилителя поступает положительный уровень Е₀, а скорость изменения выходного напряжения приобретает отрицательный знак. В момент времени t=T/2 будет достигнут уровень срабатывания –U₀, появится сигнал R на входе триггера, устанавливающий его прямой выход в состояние логического нуля. Это приведет к изменению знака напряжения U₁, и выходное напряжение снова начнет нарастать. Схема генератора прейдет в непрерывный периодический режим формирования треугольного напряжения с амплитудой колебаний U₀. Частота колебаний определяется по формуле:

(1.66)

и прямо пропорционально зависит от напряжения U₀, что удобно с точки зрения использования схемы (а также ее вариантов) в системах автоматического управления. 1.3.5 Контрольные вопросы к разделу 1.3

1. Назовите основные параметры линейно изменяющегося напряжения

2. Поясните функционирование блок- схемы рис. 1.20

3. Поясните назначение элементов схемы рис. 1.21а и принцип ее работы

4. Что такое коэффициент нелинейности и как он рассчитывается для схемы рис 1.21а?

5. Какими причинами обусловлен фактор нелинейности напряжения ГЛИН?

6. Поясните принцип работы схемы рис. 1.22а?

7. Какими свойствами обладает параллельная обратная связь по напряжению?

8. Поясните принцип стабилизации тока в схеме рис. 1.22а

9. Какова роль транзистора VT в схеме рис. 1.22а?

10. Какие условия должны выполняться для обеспечения режима насыщения транзистора в схеме рис. 1.22а?

11. Поясните принцип действия компенсирующей обратной связи в блок- схеме рис.1.23

12. Поясните принцип организации автоколебательного режима в схеме рис.1.24

13. Поясните назначение функциональных узлов в схеме рис.1.24а

14. Напишите соотношение для расчета частоты генерируемых импульсов в схеме рис.1.24а

15. Как можно регулировать частоту импульсов в схеме рис.1.24а?

16. Чем определяется длительность импульсов на выходе компараторов в схеме рис. 1.24а?

37