Принцип работы релаксационного генератора основан на том, что конденсатор заряжается до определенного напряжения через резистор. При достижении нужного напряжения открывается управляющий элемент. Конденсатор разряжается через другой резистор до напряжения, при котором управляющий элемент закрывается. Так напряжение на конденсаторе нарастает по экспоненциальному закону, затем убывает по экспоненциальному закону.
Определение: Генератор, который используется для генерации линейного переменного напряжения относительно времени, известен как генератор временной базы. Эти волны используются в электронно-лучевой трубке для отклонения луча в горизонтальном направлении. Генератор временной базы также используется в радиолокационной системе для определения диапазона цели.
Осциллограф использует форму волны, которая изменяется со временем. Для точного воспроизведения формы волны она должна иметь постоянную горизонтальную скорость. Скорость работает с отклоняющимся напряжением линейно возрастает со временем. Напряжение, имеющее такую характеристику, называется напряжением рампы. Пилообразный сигнал формируется, когда форма волны быстро стремится к нулю.
Подробнее о том, как происходит заряд и разряд конденсатора через резистор , можно прочитать по ссылке.
Вашему вниманию подборка материалов: Применение в релаксационных генераторах транзисторных аналогов динистора является типичным, так как для расчета и точной работы этого генератора необходимы строго определенные параметры динистора. Некоторые из этих параметров у промышленных динисторов либо имеют большой технологический разброс, либо вообще не нормируются. А сделать аналог со строго заданными параметрами не составляет труда. Показан пилообразный сигнал показан выше. Время восстановления всегда меньше времени развертки. Пилообразный сигнал получается, когда время обратного хода становится равным нулю. Скорость развертки пилообразных волн зависит от используемого в контуре конденсатора. Скорость развертки контролируется резистором, помещенным в цепь. Заряд и разряды конденсатора генерируют сигнал, показанный на рисунке ниже. Транзистор обеспечивает низкое сопротивление, через которое конденсатор становится разрядом. Мгновенное напряжение и напряжение питания измеряются в вольтах, время измеряется во втором, сопротивление измеряется в оме, а конденсатор измеряется в Фараде. Схема генератора пилообразного напряженияРелаксационный генератор выглядит так: (A1) - релаксационный генератор на диодном тиристоре (динисторе), (A2) - в схеме A1 динистор заменен на транзисторный аналог. Рассчитать параметры транзисторного аналога в зависимости от используемых транзисторов и номиналов резисторов можно . Термин «пилообразный» относится к форме сигнала и поэтому может иметь любое время подъема или спада, если форма волны сохраняет основную форму пильного диска. Пилотный генератор. представляет собой схему, которая генерирует сигнал пильного диска либо от внешнего входа, либо от автоколебаний, как в релаксационном генераторе. Схема, предназначенная для создания пилообразной функции, будет иметь очень медленный линейный скачок, который поднимается от стационарного уровня до пика. Когда достигнуто пиковое напряжение рампы, напряжение будет очень быстро возвращаться к начальному уровню. Резистор R5 выбирается небольшим (20 - 30 Ом). Он предназначен для ограничения силы тока через динистор или транзисторы в момент их открытия. В расчетах влиянием этого резистора мы пренебрежем и будем считать, что на нем практически не падает напряжение, а конденсатор через него разряжается мгновенно. Параметры динистора, применяемые в расчетах, описаны в статье вольт-амперная характеристика динистора . Работа цепи однополярного транзистораВремя падения намного короче, чем время нарастания, но не мгновенное, хотя оно выглядит таким же образом по сравнению со временем нарастания. Время падения также упоминается как обратный ход, когда сигнал используется в качестве генератора развертки. Схема функционирует как осциллятор и отключает зарядку и разрядку конденсатора. Конечно, вы также можете сделать частотную переменную, добавив триммер, как текущую настройку. Верхняя сторона триммера остается подключенной к напряжению питания. В то время как другой конец триммера остается несвязанным, как в конфигурации. [Минимальное напряжение на выходе, В ] = [Максимальное напряжение на выходе, В ] = Расчет сопротивления резистора R4Для резистора R4 должны выполняться два соотношения: [Сопротивление R4, кОм ] > 1.1 * ([Напряжение питания, В ] - [Напряжение запирания динистора, В ]) / [Ток удержания, мА ] Это необходимо для того, чтобы динистор или его аналог надежно запирались, когда конденсатор разрядится. Это время зарядки - это нарастающий наклон пилообразного вала, а также время развертки в конкретных приложениях. Время наклона зависит от значений резистора и конденсатора. Время падения - это время, необходимое для разрядки конденсатора через транзистор. Схема вакуумной трубки справа является еще одним примером схемы, которая выводит пилообразную форму сигнала. Эта схема использовалась как генератор развертки в осциллографе или другом дисплее. Рампа или часть развертки выхода используются для перемещения электронного луча слева направо по дисплею, в то время как часть обратного хода или обратного хода возвращает пучок в исходную точку. [Сопротивление R4, кОм ] Напряжение питания, В] - [Напряжение отпирания динистора, В ]) / (1.1 * [Ток отпирания, мА ]) Это необходимо для того, чтобы конденсатор мог зарядиться до напряжения, необходимого для отпирания динистора или его аналога. Коэффициент 1.1 выбран условно из желания получить 10% запас. Если два этих условия вступают в противоречие друг с другом, то это означает, что выбрано слишком низкое напряжение питания схемы для данного тиристора. Эта схема используется в качестве примера, чтобы показать вакуумную трубку, используемую в качестве пилообразного генератора, и второй способ изменения времени развертки. Переключатель используется для изменения времени времени развертки, так же как переменный резистор используется в цепи над ним. Это показатель времени, основанный на величине изменения напряжения. Другим важным соображением является использование линейной части времени нарастания конденсаторов. Только в первый раз константа является линейной рампой или некоторой линейной. По мере того как конденсатор может заряжаться дополнительно, время зарядки замедляется все больше и больше. Разумеется, рампа пилы линейна по времени нарастания. То же самое относится к времени разряда конденсатора. Чем дольше время разряда, тем меньше будет линейный разряд. Расчет частоты релаксационного генератораПриблизительно оценить частоту генератора можно из следующих соображений. Период колебаний равен сумме времени заряда конденсатора до напряжения отпирания динистора и времени разряда. Мы договорились считать, конденсатор разряжается мгновенно. Таким образом, нам нужно оценить время заряда. Не могли бы вы показать мне, как сделать пилообразный генератор с переменной частотой? Пилообразная волна характеризуется положительным линейным разворотом напряжения, заключенным с резким падением до нуля. Один из способов генерировать пилообразную поверхность - медленно заряжать конденсатор через источник постоянного тока, а затем быстро разряжать конденсатор, замыкая его. Повторяя этот процесс, создается пилообразная волна. Но источники постоянного тока могут быть сложными, особенно если вы хотите настроить его. Вместо постоянного источника тока часто используется фиксированный резистор для ограничения тока зарядки крышки. Однако напряжение на зарядном конденсаторе с использованием фиксированного резистора не является линейным. Но, выбирая участок кривой, более или менее линейный, как показано красными пунктирными линиями, мы можем создать псевдопилос. Таймер 555 - это нестабильный генератор, который использует зарядку и разрядку конденсатора. Второй вариант: R1 - 1 кОм, R2, R3 - 200 Ом, R4 - подстроечный 3 кОм (установлен на 2.5 кОм), Напряжение питания - 12 В. Транзисторы - КТ502 , КТ503 . Требования к нагрузке генератораПриведенные релаксационные генераторы могут работать с нагрузкой, имеющей высокое входное сопротивление, чтобы выходной ток не влиял на процесс зарядки и разрядки конденсатора. Не идеальный, но достаточно хороший для большинства моделей электроники. Форма волны затем буферизируется и кондиционируется. Частотный банк изменяет частоту, а управление формой волны настраивает волну, чтобы верхняя и нижняя части формы волны не были обрезаны. Более линейный пилообразный сигнал может быть сгенерирован с использованием цифрового счетчика с взвешенными выходами. Посмотрите на пилообразный генератор на рисунке 3. Это похоже на номер 3? Эти токи суммируются в узле неинвертирующего операционного усилителя и выхода в качестве напряжения. [Сопротивление нагрузки, кОм ] >> [Сопротивление резистора R4, кОм ] |
ГЕНЕРАТОР
ПИЛООБРАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ
- генератор
линейно изменяющегося (тока), электронное устройство, формирующее
периодич. напряжения (тока) пилообразной формы. Осн. назначение Г.
п. н.- управление временной развёрткой луча в устройствах, использующих электроннолучевые
трубки. Г. п. н. применяют также в устройствах сравнения напряжений, временной
задержки и расширения импульсов. Для получения пилообразного напряжения используют
процесс (разряда) конденсатора в цепи с большой постоянной времени. Простейший
Г. п. н. (рис. 1, а) состоит из интегрирующей цепи RC
и транзистора,
выполняющего функции ключа,
управляемого периодич. импульсами. В отсутствие импульсов транзистор насыщен
(открыт) и имеет малое сопротивление участка коллектор - эмиттер, конденсатор
С
разряжен (рис. 1, б). При подаче коммутирующего импульса транзистор
запирается и конденсатор заряжается от источника питания с напряжением - Е к
- прямой (рабочий) ход. Выходное напряжение Г. п. н., снимаемое с конденсатора
С
, изменяется по закону .
По окон чании коммутирующего
импульса транзистор отпирается и конденсатор С
быстро разряжается (обратный
ход) через малое сопротивление эмиттер - коллектор. Осн. характеристики Г. п.
н.: амплитуда пилообразного напряжения ,
коэф. нелинейности
и коэф. использования напряжения
источника питания. При
в данной схеме
Чем больше число двоичных цифр, тем лучше разрешение пилообразной формы волны. В этом проекте мы покажем, как построить схему генератора рампы с использованием транзисторов и нескольких других простых компонентов, резисторов и конденсатора. Эта схема не требует интегрированных чипов.
Генератор рампы представляет собой генератор сигналов, который генерирует сигнал рампы. Эта волновая форма неуклонно возрастает по мере того, как конденсатор заряжается до тех пор, пока он не достигнет своего пика, а затем уменьшится еще более резко по мере разряда конденсатора.
Длительность прямого хода
T
р и частота пилообразного напряжения определяются
длительностью и частотой коммутирующих импульсов.
Недостатком простейшего
Г. п. н. является малый k E
при малом.
Требуемые значения е лежат в пределах 0,0140,1, причём наименьшие значения относятся
к устройствам сравнения и задержки. Нелинейность пилообразного напряжения во
время прямого хода возникает из-за уменьшения зарядного тока вследствие уменьшения
разности напряжений
. Приблизительного постоянства зарядного тока добиваются включением в цепь заряда
нелинейного токостабилизирующего двухполюсника (содержащего транзистор или электронную
лампу). В таких Г. п. н. 
и 
. В Г. п. н.
с положит. обратной связью по напряжению выходное пилообразное напряжение подаётся
в зарядную цепь в качестве компенсирующей эдс. При этом зарядный ток почти постоянен,,
что обеспечивает значения 1
и =0,0140,02.
Г. п. н. используют для развёртки в электронно-лучевых трубках с эл--магн. отклонением
луча. Чтобы получить линейное отклонение, необходимо линейное изменение тока
в отклоняющих катушках. Для упрощённой эквивалентной схемы катушки (рис. 2,
а) условие линейности тока выполняется при подаче на зажимы катушки трапецеидального
напряжения. Такое трапецеидальное напряжение (рис. 2, б
)можно получить
в Г. п. н. при включении в зарядную цепь дополнит. сопротивления R
д
(показано на рис. 1, а
пунктиром). Отклоняющие катушки потребляют большие
токи, поэтому генератор трапецеидального напряжения дополняют усилителем мощности.
Поскольку этот сигнал повторяется снова и снова, этот генератор можно рассматривать как осциллятор. Затем процесс повторяется снова и снова. Подробности о том, как построить эту схему и как именно она работает, подробно описаны ниже. Если у вас есть осциллограф, вы можете проверить выходной сигнал, создаваемый схемой.
Схема генератора рампы с транзисторами
Поэтому при подключении транзисторов эта информация необходима. Схема генератора рампы мы будем строить с транзисторами, а конденсатор и резисторы показаны ниже. Ниже приведен макет вышеуказанной схемы, чтобы вы могли видеть точную проводку схемы на макете.