На фиг. 5.24 показана основная схема одновибратора с использованием операционного усилителя. Лучше всего работу схемы можно понять, если рассмотреть предварительно ее состояние до момента t = О, в который на схему подается входной импульс. Поскольку инверсный вход подключен к отрицательному опорному потенциалу (~Von), то Ивых будет зафиксировано на положительном напряжении насыщения операционного усилителя (приблизительно +VccB). При подаче входного импульса Vbx через дифференцирующую цепь R2-Cg операционный усилитель перебрасывается в другое насыщенное состояние, в результате чего Ивых моментально переходит к -Vcc- Отрицательный перепад выходного импульса через конденсатор С подается на неинверсный вход, поддерживая тем самым Ивых на уровне -Vcc- Выход остается на этом уровне до тех пор, пока потенциал на неинверсном входе не вернется к -Von. Этот возврат происходит в течение периода Т с, определяемого выражением

r = /?Cln-j7. (5.34)

Таким образом, период можно легко регулировать или постоянной времени RC, или же опорным напряжением. Диод D уменьшает время восстановления схемы, фиксируя напряжение неинверсного входа на уровне в несколько сотен милливольт в конце периода Т, когда схема перебрасывается обратно в устойчивое состояние.

Генератор синусоидальных колебаний

Генераторы синусоидальных колебаний уже давно стали «сердцем» электроники. Они работают в качестве источников сигналов звуковой и радиочастоты. Часто синусоидальные колебания бывают нежелательными явлениями, наблюдающимися в усилителях с большим коэффициентом усиления, и для того, чтобы их устранить, мы должны понимать, что является причиной их возникновения.

Для возникновения колебаний в схемах с обратной связью, таких, как показанная на фиг. 5.25, а, необходимо выполнение двух требований:

1. Общий сдвиг фазы по петле на требующейся частоте /г должен быть равен нулю.

2. При fr величина петлевого усиления Лр должна превышать единицу на малых уровнях сигнала, а при нужной амплитуде напряжения на выходе она должна стать точно равной единице. Требование фазового сдвига позволяет назвать все генераторы фазосдвигающими. На практике этот термин

охватывает генераторы всех типов, за исключением тех, в которых используются компоненты с отрицательным сопротивлением, например туннельные диоды или однопереходные транзисторы.

При использовании в качестве активного компонента в схеме генератора инвертирующего усилителя цепь обратной связи

Усилитель

Частота

фазовый сдвиг по fi 6

Фиг. 5.25. Генератор синусоидальных колебаний, п -блок-схема; б-возможная фазовая характеристика цепи обратной связи 3, (fo=fp).

должна обеспечивать дополнительный сдвиг по фазе на 180°, с тем чтобы выполнить первое правило генерации. Это условие выполняется, если цепь р имеет фазо-частотную характеристику на частоте fr, такую, как показанная на фиг. 5.25, б. Таким образом, именно цепь р, а не усилитель А устанавливает частоту колебаний по возможности более точно равной fr- Теперь рассмотрим практическую схему операционного усилителя, работающего как генератор синусоидальных колебаний.

{ Обратная связь fii

Регулировка усиления

Регуяиро6ко штаты

Отрии,атСльнай ОС

Положителыюя ОС 6

Фиг. 5.26. Мостовой генератор Вина, с-полная схема; б-упрощенная эквивалентная блок-схема.