Таймер с регулируемым временем отсчета

Генератор одиночного линейно-изменяющегося сигнала (Рис. 5.4) генерирует напряжение U_вых, зависящее от времени:

Если известно U_вых, до которого должен зарядиться конденсатор с момента начала заряда, можно вычислить время, которое на это потребуется. Этот принцип положен в основу схемы таймера на ОУ, показанной на рис 5.6.

а)

б)

Рис. 5.6. Таймер с регулируемым временем отсчета.

а – схема; б – формы U_лин и U_вых

ОУ А₁ здесь генератор линейно-изменяющегося напряжения, который генерирует линейно-спадающий сигнал (U_лин) при переключении ключа в положение «Пуск».

ОУ А₂ – это компаратор, отрабатывающий это линейно-спадающее напряжение по входу «–». На вход «+» ОУ А₂ подается регулируемое отрицательное опорное напряжение U_оп. В момент перехода линейно-изменяющегося напряжения через уровень опорного напряжения выход компаратора быстро перебрасывается в состояние U_вых= +U_нас. В качестве R_n можно использовать реле или другое устройство, которое управляет мощной цепью, включая, например, звуковую сигнализацию или выключая освещение. Включенный последовательно с R_n диод пропускает ток только при положительном U_вых.

5.3.1 Анализ работы схемы. Начнем анализ схемы с примера.

Пример 5.2. Найти чему равна скорость изменения напряжения на выходе генератора линейно-изменяющегося сигнала А₁ в в/сек и выразить эту скорость спада в в/мин.

Решение:

;

.

Из примера видно, что при помощи E_вх можно регулировать скорость спада U_лин. Если, например удвоить E_вх, то U_лин будет спадать вдвое быстрее, со скоростью 2 В/с.

Пример 5.3. Если в схеме Рис. 5.6, а U_оп= –10 В, то сколько времени пройдет с момента размыкания ключа (перевод в положение «Пуск»), т.е. до достижения U_вых уровня +U_нас.

Решение:

.

Теперь, когда компаратор подключен к генератору линейно-изменяющегося напряжения, возникает вопрос: нельзя ли сделать так, чтобы выход компаратора управлял входом этого генератора? Утвердительный ответ на этот вопрос позволяет построить схему генератора напряжения треугольной формы.