Générateurs basés sur la série OS KR1446. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Une caractéristique de l'amplificateur opérationnel de la série KR1446 est la plage de tension d'entrée et de sortie autorisée étendue à la tension d'alimentation. Cela leur permet d'être utilisés dans une variété d'applications basse tension où l'utilisation maximale de la tension de la source est importante.

Le circuit générateur, qui produit deux signaux de sortie - triangulaire et rectangulaire, est illustré à la fig. 1.

À la jonction des résistances R1 et R2, un point médian artificiel est formé, la tension à laquelle détermine le mode des deux amplificateurs opérationnels. Un intégrateur est construit sur l'ampli-op DA1.1, la résistance R4 et le condensateur C1, et un déclencheur de Schmitt est construit sur l'ampli-op DA1.2 avec les résistances R3 et R5. Une caractéristique du déclencheur est une boucle d'hystérésis très large Uhist = Upit R3 / R5 et des seuils de commutation précis et stables. Une boucle large permet d'obtenir l'amplitude maximale de la tension triangulaire en sortie de l'intégrateur, puisque l'amplitude de ce signal correspond à la largeur de la boucle.

La fréquence de génération peut être calculée avec une précision suffisante pour la pratique par la formule fr = R5/4C1 R3 - R4. Avec les valeurs nominales des éléments indiquées dans le schéma, la fréquence de génération est de 265 Hz et, avec une variation de la tension d'alimentation de 2,5 à 7 V, son écart par rapport à la valeur spécifiée ne dépasse pas 1%.

Le dispositif décrit peut facilement être transformé en un générateur commandé en tension (VCO) si l'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel DA1.1 est déconnectée du point médian artificiel de la source d'alimentation et qu'une tension de commande est appliquée à cette entrée. La dépendance de la fréquence de génération à la tension de commande Ucontrol est illustrée par la courbe inférieure de la fig. 2. Il a été pris à une tension d'alimentation de 5 V, la capacité du condensateur C1 est de 430 pF et DA1 - KR1446UD5.

La section initiale de la courbe - de 5 à 500 mV - a une bonne linéarité, la fréquence varie proportionnellement de 10 à 1000 Hz. S'il est nécessaire d'augmenter la longueur de la section linéaire, l'intégrateur peut être rendu asymétrique (Fig. 3). À un niveau de tension bas à la sortie de l'ampli-op DA1.2, c'est-à-dire à la sortie du générateur, un processus d'intégration relativement lent se produit, le taux de montée de la tension à la sortie de l'ampli-op DA1.1. 1 est déterminé par la tension Uynp et la constante de temps du circuit C1R1.1. L'oscillation complète de la tension en dents de scie à la sortie de l'amplificateur opérationnel DA1, comme dans le générateur selon le circuit de la Fig. 1.2, est égal à la largeur de la boucle d'hystérésis du trigger de Schmitt, monté sur l'ampli op DA1, donc la durée de la course avant tnp= Upit R3 R1 C6 / Uynp RXNUMX.

Lorsqu'à la sortie de l'amplificateur opérationnel DA1.2, le niveau de tension bas est remplacé par un niveau élevé, la diode VD1 s'ouvre, R1 est connecté en parallèle avec la résistance R2 et la vitesse d'intégration augmente considérablement, et la durée de l'inverse la course diminue en conséquence. Par conséquent, avec une grande précision, nous pouvons supposer que la période du signal généré détermine la durée de la course vers l'avant, et la fréquence est égale à : fr = Uynp·R6/Upit·С1·R2·R3.

Sur la fig. La figure 2 montre la dépendance obtenue expérimentalement de la fréquence des impulsions de sortie (courbe supérieure) sur la tension de commande du générateur selon le circuit de la fig. 3. La section de la dépendance linéaire est devenue six fois plus longue - jusqu'à une valeur de tension de commande de 3 V (jusqu'à une fréquence de sortie de 6 kHz).

La dépendance de la fréquence de génération sur la tension de commande proche de zéro dépend en grande partie du décalage du zéro d'une instance particulière de l'ampli-op utilisé. En pratique, la fréquence des impulsions de sortie peut être égale à zéro aussi bien avec une petite tension positive Ucontrol qu'avec une tension négative.

Dans l'application pratique du générateur, dans les cas où il est possible de dépasser la tension de commande par rapport à la tension d'alimentation, une résistance d'une résistance de plusieurs dizaines de kilo-ohms doit être incluse dans la coupure du circuit de commande (broche 3 de l'ampli-op DA1.1).

Sur la fig. 4 montre un circuit VCO dans lequel un réglage fin zéro est possible.

À basse tension à la sortie de l'ampli-op DA1.2 (sortie du générateur), le transistor VT1 est fermé et la tension à la sortie de l'intégrateur de l'ampli-op DA1.1 diminue progressivement à un taux proportionnel à la tension de commande. Lorsqu'il tombe au seuil de commutation inférieur du déclencheur de Schmitt sur l'amplificateur opérationnel DA1.2, un niveau haut apparaîtra à sa sortie, ce qui ouvrira le transistor VT1. Puisqu'une tension d'environ 1.1 mV est appliquée à l'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel DA4 à partir du diviseur R5R100, cet amplificateur opérationnel passera en mode de commutation et la tension à sa sortie commencera à augmenter à un rythme déterminé par le courant de sortie maximal de l'amplificateur opérationnel et la capacité du condensateur C1. Lorsque la tension à la sortie de l'ampli-op DA1.1 atteint le seuil de commutation supérieur du déclencheur de Schmitt sur l'ampli-op DA1.2, il commutera, le transistor VT1 se fermera, le processus se répétera.

Étant donné que la durée de la course inverse est beaucoup plus courte que la course avant, la fréquence dépend de la tension de commande de manière assez linéaire.

Sans les résistances R1 et R2, la fréquence est nulle lorsque la tension d'entrée est égale à la tension aux bornes de la résistance R5. Le circuit R1R2 vous permet de vous assurer que la fréquence est nulle à une tension de commande nulle.

La largeur de la boucle d'hystérésis du déclencheur de Schmitt sur l'ampli-op DA1.2 à R7=R8 est Uhist = Upit/(1+2R9/R8), et la fréquence générée peut être déterminée par la formule fr= Uynp (1 +2R9/R8) /Upit/ C1 C3.

Sur la fig. 5 montre la dépendance expérimentalement prise de la fréquence du signal de sortie par l'amplificateur opérationnel DA1.2, qui fournit pleinement l'ampli-op de la série en question. Il est également important que l'amplitude du signal à la sortie de l'ampli-op DA1.2 soit inférieure aux niveaux de limitation du signal à la sortie de l'ampli-op DA1.1.

Dans le prototype mentionné, cela a été réalisé par une tension d'alimentation réduite de l'amplificateur opérationnel DA1.2 par rapport à l'amplificateur opérationnel DA1.1. Un effet similaire dans le générateur selon le circuit de la fig. 6 est réalisé en transférant l'ampli-op DA1.2 en mode de limitation d'amplification, à la suite de quoi des oscillations trapézoïdales avec un niveau réduit d'harmoniques sont formées à sa sortie par rapport à un signal rectangulaire généré par l'ampli-op correspondant dans Le Prototype.

Lorsqu'il est indiqué sur la Fig. Avec 6 valeurs nominales d'éléments et une tension d'alimentation de 5 V, la résistance R5 peut régler la fréquence du signal de sortie entre 1600 ... 5800 Hz, cependant, à une fréquence de 3000 Hz ou plus, la forme de la sinusoïde générée était sensiblement déformée, et l'amplitude chute à 60% de la valeur à basse fréquence. À C1=C2=0,047 µF, la bande d'accord est égale à 170...640 Hz avec une bonne forme de signal, et la non-uniformité d'amplitude sur la bande n'a pas dépassé 10 %.

Auteur : S. Biryukov, Moscou

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