At= {Ri+R2)Ciln3, a величина приращения Лг7вы1= (/iCi/sCs)[/п 1пЗ. Приращения Увых формируются до тех пор, пока амплитуда выходного напряжения не достигнет уровня RsUonlRi, определяемого компаратором./ В этот момент открывается диод VD4 и напряжение на выходе интегратора падает до значения RsUouIRt. Заметим цикл повторяется. Сопротивления резисторов R3 и

ФСТ -С

Рис. 4.16. Генератор напряжения ступенчатой формы (а) и формы выходного сигнала (б)

R4 практически ие влияют иа работу схемы. Форма выходного напряжения генератора показана на рис. 4.16,6.

4.4. УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР КОЛЕБАНИЙ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ

Генератор, схема которого показана на рис. 4.17, вырабатывает переменное напряжение симметричной прямоугольной, треугольной и синусоидальной форм и предназначен для проверки всевозможной низкочастотной аппаратуры [77]. Период генерируемых колебаний регулируется ступенями и плавно от 10 с до 100 мкс (0,1 -10 000 Гц), выходное напряжение - от 1 до 10 В.

Устройство состоит из генератора напряжения треугольной формы (А1-A3), преобразователя этого напряжения в синусоидальное {VT1, VT2), каскада, компенсирующего вносимое преобразователем ослабление сигнала {А4), и оконечного усилителя (Л5). В свою очередь, генератор напряжения треугольной формы состоит из компаратора (Al), интегратора {А2) и усилительного каскада {A3). Напряжение такой формы получается в результате заряда - разряда конденсаторов СЗ-Сб неизменны.м током, определяемым напряжением в точке а и сопротивлением резистора R4 или R5 (в зависимости от положения переключателя S1).

При напряжении на выходе компаратора А1, близком к -10 В, напряжение в точке а складывается из прямого падения напряжения на стабилитроне VD1 и напряжения стабилизации стабилитрона VD2; при напряжении, близком к +12 В, - из прямого напряжения на стабилитроне VD2 и напряжения стабилизации стабилитрона VD1. При тщательно подобранных стабилитронах напряжения в точке а в обоих случаях одинаковы (отличаются только знаком), и ток через конденсаторы СЗ-Сб (как- зарядный, так и

разрядный) определяется выражением I=\Ua\IR, где R - сопротивление резистора R4 или R5. Изменение полярности напряжения (на выходе компаратора происходит в момент, когда усиленное усилителем A3 линейно нарастающее или спадающее напряжение на инвертирующем входе становится равным напряжению на его неинвертирующем входе, т. е. в точке а.

R1 10к

Рис. 4.17. Универсальный генератор звуковых частот

Требуемый период генерируемых колебаний устанавливают переключателем 5/ (грубо) и переменным резистором R7 (плавно). Зависимость периода Г от сопротивления этого резистора линейная: T=4RC(R7 + Rs,)IR\Q, где R vl С - соответственно сопротивление и емкость включенных переключателем S1 резистора и конденсатора интегратора.

Для получения напряжения синусоидальной формы применен нелинейный преобразователь, выполненный на транзисторах VT1, VT2 и диодах VDS-VDIO. Делители R13-R16 и R21-R24 в их эмиттерных цепях создают опорные напряжения, определяющие напряжения открывания диодов. В зависимости от амплитуды напряжения треугольной формы, поступающего с выхода усилителя A3, соответствующий диод открывается и коэффициент передачи .делителя, образованного резистором RI8 и нелинейным преобразователем, изменяется. Поскольку открывание диодов происходит плавно, плавно изменяется и коэффициент передачи делителя и на

неинвертирующий вход А4 поступает напряжение, близкое по форме к синусоидалшому. Диоды VD3-VD6 формируют отрицательную полуволну напряжения, VD7-VD10 - положительную. Симметричности формы добиваются подстроечными резисторами R12 и R26. При тщательном подборе диодов (по вольт-амперным характеристикам) и резисторов R13-R24 (отклонение от указанных на схеме номиналов не более 1%) коэффициент гармоник синусоидального напряжения на частотах ниже 5 кГц не превышает 1,5%.

Нужную форму сигнала выбирают переключателем 52, амплитуду регулируют переменным резистором R30. Для питания генератора необходим двуполярный источник, обеспечивающий при напряжении ±12 В ток не менее 25 мА. При монтаже между выводами питания усилителей А1, А5 и общим проводом необходимо включить керамические конденсаторы емкостью 0,1-0,5 мкФ.

Глава 5

СХЕМЫ ДИСКРЕТИЗАЦИИ ПО УРОВНЮ

В этой главе описываются функциональные узлы, которые нельзя отнести однозначно к аналоговым, поскольку либо их выходные сигналы являются цифровыми (компараторы), либо эти узлы управляются цифровыми сигналалми (устройства выборки - хранения и аналоговые ключи), либо с их помощью осуществляется автоматическая дискретизация по уровню входного сигнала (пиковые детекторы, ограничители). Благодаря достижениям в области аналого-цифровых методов обработки информации этот тип функциональных узлов получил настолько широкое распространение, что простейшие схемы сравнения (однопороговые компараторы и устройства выборки - хранения) стали выпускаться в виде полупроводниковых ИС.

5.1. КОМПАРАТОРЫ

Компараторы занимают промежуточное положение между аналоговыми и цифровыми ИС и являются простейшими аналого-цифровыми преобразователями. Напряжение на их выходе устанавливается равным напряжению лог. О или лог. 1 в зависимости от того, превышает или нет входное напряжение опорное.

Точность работы компаратора характеризуется напряжением, на которое необходимо превысить опорное, чтобы выходное напряжение достигло порога срабатывания логической схемы.

Быстродействие компараторов принято характеризовать временем восстановления в- Это промежуток времени от начала сравнения до момента, когда выходное напряжение достигает порога срабатывания логической схемы. При использовании стандартной методики измерения (рис. 5.1), когда на один вход 150