Генератор, источник треугольных импульсов, сигнала, напряжения. Схема. Проектирование. Расчет. Принцип действия.

Генератор треугольного сигнала. Принципиальная схема. Расчет. (10+)

Генератор треугольного сигнала

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

Нередко возникает необходимость в сигналах специальной формы. В этой статье остановимся на треугольном сигнале. Треугольный сигнал - сигнал, в котором напряжение линейно нарастает до некоторого максимального, потом линейно убывает до некоторого минимального. Дальше процесс повторяется.

Применение генераторов треугольных сигналов. Поход к проектированию

Треугольный сигнал применяется, например, для получения синусоиды путем, сначала, ограничения по амплитуде (получается такая трапеция), потом фильтрации гармоники нужной частоты. Трапециевидное напряжение, полученное из треугольного нередко применяется в качестве образца для формирования модифицированной синусоиды на выходе силовых преобразователей напряжения (инверторов). Это очень удачное решение, так как трапециевидный сигнал содержит очень низкий уровень старших гармоник, которые опасны для нагрузок. Почти все нагрузки, рассчитанные на синусоиду, прекрасно работают и с трапецией.

Вашему вниманию подборка материалов:

Практика проектирования электронных схем Искусство разработки устройств. Элементная база. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Подробные описания. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам

Генератор треугольных импульсов строится обычно на основе релаксационного генератора. На конденсаторе релаксационного генератора формируется пилообразное напряжение. Это почти треугольник, за исключением того, что напряжение нарастает и убывает не линейно, а по экспоненциальному закону. Напряжение на конденсаторе изменяется по мере похождения электрического тока. Если этот ток фиксирован, то получится треугольник. В релаксационном генераторе ток зависит от напряжения на конденсаторе, так как формируется резистором, подключенным между питанием и одним выводом конденсатора. Так что по мере зарядки конденсатора напряжение на резисторе убывает, а значит убывает зарядный ток.

Стандартный вариант генератора

Решение простое. Нужно подключить конденсатор не через резистор, а через источник, стабилизатор тока, чтобы сила тока не зависела от напряжения.

Простой генератор треугольного сигнала, импульсов, напряжения

На приведенной схеме так и сделано. Недостатками этой схемы является низкая нагрузочная способность и сложность реализации хорошего источника тока с двумя выводами (двухполюсника). Нагрузочная способность этой схемы совсем плохая. Ее можно нагружать только на очень высокоомную нагрузку, не имеющую емкостной и индуктивной составляющих. В противном случае наблюдается искажение сигнала или срыв генерации.

От названных недостатков свободна более совершенная схема генератора треугольного сигнала.

Резисторы R1 и R2 - 300 кОм. Они образуют делитель напряжения. Микросхема D1 - операционный усилитель с высоким входным сопротивлением. Диоды VD1-VD4 - любые детекторные. Микросхема D2 - интегральный или какой-то еще источник тока

Расчет частоты и номиналов элементов стандартного генератора треугольных импульсов

[Сопротивление резистора R3, кОм] = [150, кОм] * [Максимальный размах выходного напряжения операционного усилителя, В] / ([Размах выходного треугольного напряжения, В] + [Напряжение насыщения диода, В] * 4) - [150, кОм]

150 кОм - величина, полученная из соображения, что делитель напряжения из двух резисторов по 300 кОм между шинами питания равнозначен резистору 150 кОм, подключенному к общему проводу.

[Размах выходного треугольного напряжения, В] - разница между максимальным и минимальным значениями напряжения генератора.

[Максимальный размах выходного напряжения операционного усилителя, В] - он зависит от напряжения питания. Обычно операционный усилитель не может формировать на выходе напряжение питания. Остается некоторое падение напряжения. Это может быть несколько вольт.

[Частота генератора, кГц] = (1/2) * [Ток источника тока, мА] * [Размах выходного треугольного напряжения, В] / [Емкость конденсатора C1, мкФ]


Размах выходного треугольного напряжения, В
Напряжение насыщения диода, В
Максимальный размах выходного напряжения операционника, В
Ток источника тока, мА
Емкость конденсатора C1, мкФ
Сопротивление резистора R3, кОм
5.1724137931035
Частота генератора, кГц
75
 
Совет! Сохраните адрес этой страницы в избранном. Возможно, Вам понадобится повторить расчет.

(читать дальше...) :: (в начало статьи)

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

 

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!
Задать вопрос. Обсуждение статьи.

Еще статьи

Релаксационный генератор пилообразного напряжения, сигнала, пилы. Схем...
Схемы и расчет релаксационных генераторов, формирующих пилообразное напряжение...

Резонансный фильтр, преобразователь меандр - синус, синусоида. Отзыв, ...
Практический опыт повторения конструкции преобразователя меандра в синусоиду на ...

Усилитель звука класса D (Д) большой мощности. Звуковой. УМЗЧ. УНЧ. Сх...
УМЗЧ большой мощности класса D. Ключевой режим....

Повышающий импульсный преобразователь напряжения, источник питания. Ко...
Как сконструировать повышающий импульсный преобразователь. Как выбрать частоту р...

Качественный усилитель мощности звуковой, низкой частоты, звука, нч. В...
Качество усилителей звуковой частоты. Обзор, схемы....

Силовой резонансный фильтр для получения синусоиды от инвертора...
Для получения синусоиды от инвертора нами был применен самодельный силовой резон...

Прямоходовый однотактный импульсный преобразователь напряжения, источн...
Как сконструировать прямоходовый импульсный преобразователь. В каких ситуациях о...

Макетная плата. Макетирование электронных, радиоэлектронных устройств....
Конструкция макетной платы для моделирования электронных схем....