2.9.3. Одновибраторы
Одновибраторы предназначены для формирования прямоугольного напряжения требуемой длительности при воздействии на входе короткого запускающего импульса.
В одновибраторе имеется два состояния: устойчивое и неустойчивое. Устойчивое состояние характеризует исходный режим работы – режим ожидания. Неустойчивое состояние наступает с приходом входного запускающего импульса. Оно продолжается некоторое время, определяемое времязадающей цепью схемы, после чего одновибратор возвращается в исходное устойчивое состояние. Выходной импульс формируется в результате следования одного за другим двух тактов переключения схемы.
Для построения одновибраторов используют интегральные операционные усилители (рисунок 2.28).
Рисунок 2.28
Основой схемы одновибратора служит мультивибратор, в котором для создания ждущего режима работы параллельно конденсатору С включен диод VD. В исходном состоянии напряжение на выходе одновибратора равно Uвыхmax, что определяет напряжение на неинвертирующем входе ОУ:U(+)=kUвыхm. Напряжение на инвертирующем входе U(-)=0. Поступивший в момент времени t1 входной импульс, переводит ОУ в состояние Uвыхmax. На неинвертирующий вход передаётся напряжение U(+)=kUвыхm, поддерживающее его изменённое состояние. Воздействие напряжения положительной полярности на выходе ОУ вызывает процесс зарядя конденсатора С в цепи с резистором R. В момент t2 при U(-)=Uc= kUвыхm происходит возврат ОУ в исходное состояние.
3. Выпрямители
3.1. Структурная схема источника питания постоянного напряжения
Источник питания постоянного напряжения необходим, когда потребитель питается постоянным током, а источником энергии является сеть переменного напряжения. Рассмотрим его структурную схему (рисунок 3.1).
Рисунок 3.1
Трансформатор на входе выполняет вспомогательную роль. Он ставится при необходимости повышения или понижения вторичного напряжения U2 при заданном первичном напряжении U1 с целью получения требуемой величины постоянного напряжения на выходе. U2/U1=W2/W1=Kт.
Выпрямитель предназначен для преобразования переменного напряжения в постоянное. Его назначение – получить из двухполярной синусоидальной кривой напряжение U2 однополярные полуволны напряжения Ud. Постоянная составляющая Ud(t) определяет среднее значение выпрямленного напряжения Ud. Наличие переменной составляющей напряжения [Ud(t)-Ud] в большинстве случаев нежелательно. Поэтому осуществляют фильтрацию выпрямленного напряжения подключением к выходу выпрямителя сглаживающих фильтров. Фильтры выполняют на основе реактивных элементов – дросселей и конденсаторов, которые подключают, соответственно, последовательно с нагрузкой или параллельно нагрузке (рисунок 3.2).
а) б) в) г)
а)L-фильтр; б)С-фильтр; в)Г-образный LC-фильтр; г)двухзвенный Г-образный LC-фильтр
Рисунок 3.2
Стабилизатор напряжения подключают между фильтром и нагрузкой для обеспечения необходимой точности, требуемой величины постоянного напряжения на нагрузке в условиях изменения входного напряжения U1 и тока нагрузки. Стабилизаторы напряжения применяются, в основном, в неуправляемых выпрямителях.