Генераторы линейно изменяющегося напряжения (тока)

Генераторы линейно изменяющегося напряжения (Глин) широко используются в преобразователях уровня постоянного напряжения во временной интервал, в качестве опорного генератора ШИМ-модуляторов,
в устройствах временной развертки электронного луча в кинескопах телевизоров и мониторов компьютеров. Простейший ГЛИН может быть построен на основе заряда и разряда конденсатора, управляемый состоянием ключевого элемента (см. рис. 6.12).

а б в

Рис. 6.12. Простейший ждущий ГЛИН на биполярном транзисторе:

а – принципиальная схема; б – процесс нарастания напряжения;
в – процесс восстановления в исходное состояние

Рабочим является процесс нарастания, который носит экспоненциальный характер (рис. 6.13).

Отличие реального сигнала от идеального в простейшем ГЛИН не позволяет использовать его для измерительных преобразователей уровня во временной интервал.

Основным методом получения ГЛИН, близкого к идеальному, является заряд конденсатора от идеального источника тока . При этом имеем

.

Реально ГЛИН реализуется чаще всего в виде интегратора на операционном усилителе (см. рис. 6.14, а), для которого (при идеальном ОУ) имеет место равенство

.

Поскольку ток не зависит от напряжения на конденсаторе, то это означает режим заряда конденсатора от источника тока. Нормальное функционирование такого ГЛИН возможно при разнополярных входных импульсах (см. рис. 6.14, б).

а б

Рис. 6.14. ГЛИН на основе интегратора:

а – принципиальная схема; б – диаграммы напряжений в установившемся режиме

Контрольные вопросы и задания

1. Какие режимы работы генераторов прямоугольных импульсов вы знаете?

2. Сравните схемы автоколебательного, ждущего и синхронного мультивибраторов. Чем они отличаются?

3. Как осуществляется стабилизация частоты колебаний мультивибраторов? Рассмотрите примеры схем с кварцевым резонатором и объясните, почему нестабильность частоты в них меньше по сравнению с обычным мультивибратором?

4. Используя мультивибратор, постройте схему задержки импульса.

5. Сравните между собой различные принципы построения ГЛИН.

7. УСТРОЙСТВА СОпРяжЕНИЯ ЦИФРОВЫХ
И АНАЛОГОВЫХ СИСТЕМ

Огромные успехи цифровой электроники привели к возможности ее применения практически во всех областях человеческой деятельности. Однако большинство источников сигналов, несущих информацию о физических явлениях и состоянии технических объектов, носят аналоговый характер. Возникает необходимость преобразования аналоговых сигналов в цифровые, которые осуществляются специальными устройствами – аналого-цифровыми преобразователями (АЦП). С другой стороны, после цифровой обработки часто возникает необходимость преобразования цифровых сигналов в аналоговые, доступные восприятию человеком – аудио-, видеозапись, что реализуется в соответствующих устройствах – цифроаналоговых преобразователях (ЦАП). Существует большое разнообразие методов построения ЦАП и АЦП. Здесь мы рассмотрим наиболее распространенные из них.