Генератор сигналов треугольной формы

В 2.13 было показано, что однократным интегрированием сигнала прямоугольной формы можно получить сигнал тре­угольной формы. Это представляет собой наиболее легкий спо­соб получения хороших сигналов треугольной формы. В схеме, приведенной на рис. 40, используется этот подход.

Усилитель У₂здесь представляет собой интегратор с неинвертирующим входом, присоединенным к симметрирующему потенциометру R_сим. Элементы интегратора R₁и С обеспечивают требуемые временные соотношения. За счет установки R₁изменяется ча­стота работы схемы. Так как напряжение на R₁равно ±U_Сти напряжение в суммирующей точке усилителя У₂ остается рав­ным U_сим (благодаря обратной связи), то ток, протекающий через R₁,будет постоянным.

а

б

Рис. 40. Генератор сигналов треугольной формы. а – схема; б – U₁ и U_вых.

Поэтому и ток заряда конденса­тора С также будет постоянным. Постоянный ток заряда С определяет линейность формы выходного сигнала. Выход усилителя У₂ через потенциометр R_о.с подается обратно на неинвертирующий вход усилителя У₁,представляющий собой компара­тор. R_о.с устанавливает коэффициент обратной связи контура и поэтому задает амплитуду сигнала треугольной формы. По­тенциометр R_сдвиг, подключенный к инвертирующему входу усилителя У₁, устанавливает сдвиг выходного сигнала путем уста­новки опорного напряжения компаратора. Симметрия формы выходного сигнала достигается установкой R_сим. Для понимания работы схемы рассмотрим один цикл ее функционирования. Предположим, что выход усилителя У₁ обозначенный на рисунке U₁положителен и равен +U_ст. Конденсатор интегратора С начнет линейно заряжаться через сопротивление R₁. Напряжение обратной связи, приложенное к неинвертирующему входу компаратора У₁ с выхода усилителя У₂, составляет

(U_ст – U_вых) (1 – К) + U_вых,где К = R'_о.с/(R_о.с + R'_о.с).

Когда это напряжение под действием изменяющегося благодаря заряду конденсатора С отрицательного выходного напряжения станет равным U_сдвиг, выход усилителя У₁ изменит свою поляр­ность с +U_Ст до– U_Ст. Теперь конденсатор С будет заряжаться в противоположном направлении, вызывая появление на вы­ходе положительного, линейно изменяющегося сигнала.

Когда напряжение, задаваемое на неинвертирующий вход усилителя У₁ сравняется с U_сдвиг, выходное напряжение уси­лителя У₁ переключится с – U_Ст до +U_Ст. Это вызовет изме­нение знака наклона линейного сигнала на выходе с положи­тельного на отрицательный. Напряжение прямо­угольной формы получается с выхода усилителя У₁ а треуголь­ной формы – с выхода усилителя У₂. В дополнение следует от­метить, что почти каждый параметр напряжения треугольной формы регулируется. Максимальная частота выходного сигнала ограничивается скоростью нарастания напряжения на выходе усилителя У₂ или способностью усилителя У₁отдавать ток и определяется тем из этих факторов, который в наибольшей сте­пени ограничивает частоту.