Задание на работу. Компараторы – особый класс электронных схем, основная функция которых ⎯ сравнение входного сигнала с эталонным

Компараторы – особый класс электронных схем, основная функция которых ⎯ сравнение входного сигнала с эталонным. В них состояние выходного сигнала изменяется при превышении входным сигналом порогового значения (рисунок 39а). Компараторы могут выполняться на базе различных элементов, в том числе и на операционных усилителях. При этом усиление входного сигнала значительно лишь вблизи порога, в основном работа ОУ происходит в области ограничения выходного напряжения (отрицательной или положительной).

Основной характеристикой компаратора является зависимость “Вход-Выход” (зависимость выходного напряжения от входного напряжения), представленная на рисунке 39б.

Схема простейшего компаратора ⎯ детектора нулевого уровня (пороговое напряжение достаточно близко к нулю) представлена на рисунке 1.

Рисунок 40

Электронный генератор — электронное устройство, вырабатывающее электрические колебания определенной частоты и формы, используя энергию источника постоянного напряжения (тока). Различают генераторы с самовозбуждением (автогенераторы) и генераторы с внешним возбуждением. Любой автогенератор содержит колебательную систему и усилительный элемент (на биполярном или полевом транзисторе), связанные положительной обратной связью. Основными характеристиками генератора являются форма, частота и мощность колебаний. По форме различают электронные генераторы гармонических (почти синусоидальных) колебаний и так называемые релаксационные генераторы различной формы. По частоте автогенераторы подразделяются на генераторы инфранизкой (от долей герц до 10 Гц), низкой (от 10 Гц до 100 кГц), высокой (от 100 кГц до 10 МГц) и сверхвысокой (свыше 10 МГц) частот. Мультивибратор — релаксационный генератор, представляющий собой двухэлементный усилитель с ёмкостной связью, выход которого соединен с входом. При этом образуется замкнутая цепь с положительной обратной связью.

Различают два вида мультивибраторов: автоколебательные (не обладающие состоянием устойчивого равновесия) и ждущие (обладающие состоянием устойчивого равновесия, при выходе из которого сначала переходят в другое устойчивое состояние, а затем самопроизвольно возвращаются в первоначальное состояние).

Мультивибратор, как и другие генераторы с формой напряжения, отличной отсинусоидальной, можно собрать на операционном усилителе. В ОУ благодаря большому коэффициенту усиления (Кu = 10⁵ – 10⁶) выходное напряжение пропорционально входному только при очень малых входных сигналах (единицы милли- и микровольт). При больших сигналах на входе напряжение Uвых может иметь два значения U⁺вых и U⁻вых

В схеме автоколебательного мультивибратора (рис. 2б) возникает режим самовозбуждения за счет второй обратной связи через R 3 C звено. Генераторы, основанные на рассмотренном принципе, называют релаксационными. Период колебаний такого мультивибратора:

T = 2 R 3 C ln(1+ 2 R 1 / R 2),

причем t_и 1 = t_и 2. Такой вид колебаний называют меандром.