Что такое генератор?

Генератор — это устройство, служащее для генерирования переменных колебаний без подведения извне какого-либо возбуждающего сигнала. По существу генератор преобразует энергию постоянного тока в энергию переменного тока.

 

На какие основные группы можно разделить генераторы?

Генераторы в зависимости от формы генерируемого колебания могут быть разделены на две основные группы. Различают генераторы синусоидальных и несинусондальных колебаний (например, прямоугольных, треугольных колебаний и т. п.). Последние известны под названием релаксационных генераторов.

 

Какими параметрами характеризуется генератор?

К наиболее важным параметрам генератора относятся частота, ее стабильность, форма генерируемого колебания, мощность колебаний. Иногда имеет значение диапазон перестройки генератора. Не все параметры одинаково важны; значение каждого из них зависит от применения генератора. Например, генератор, задающий несущую частоту радиопередатчика, является генератором малой мощности, но с высокой стабильностью. В свою очередь генератор, предназначенный для нагрева, например, индуктивной или электрической печи, обычно имеет большую мощность, около 10–20 кВт, но требования к стабильности в этом случае невысокие.

 

Как можно разделить генераторы синусоидальных колебаний?

Принципиальный критерий — вид электрического контура, определяющего частоту колебаний. Существуют генераторы с LC- и RС-элементами, а также электромеханические генераторы. В зависимости от механизма возникновения колебаний и цепи ОС генераторы подразделяются на генераторы с внешней и внутренней ОС, т. е. с использованием отрицательного сопротивления некоторых активных элементов, например тетрода или туннельного диода.

Последние применяют относительно редко. В зависимости от вида используемого активного элемента генераторы делятся на ламповые и транзисторные.

 

Как действует простейший генератор на резонансном контуре?

Простейшим генератором является сам контур, состоящий из индуктивности L и емкости С и не взаимодействующий непосредственно с активным элементом. В LC-контурах при соответствующих условиях могут возникать свободные собственные колебания, осцилляции. Основой работы генератора такого типа является эффект накопления энергии резонансным контуром.

Рассмотрим резонансный (колебательный) контур, представленный на рис. 10.1, а. Предположим, что конденсатор С заряжен до напряжения батареи Б. Допустим, что конденсатор разряжается через катушку индуктивности после размыкания ключа К 1 и замыкания ключа К 2 . При разряде конденсатора через катушку энергия электрического поля конденсатора переходит в энергию магнитного поля катушки. В результате явления самоиндукции в катушке возникает электродвижущая сила, которая поддерживает ток в контуре и перезаряжает конденсатор. В свою очередь конденсатор снова разряжается через катушку, и процесс повторяется сначала. Если бы контур был идеальным (без потерь), колебания в контуре имели бы чисто синусоидальную форму и длились бы бесконечно долго.

В действительности катушка выполнена из провода и имеет некоторое сопротивление потерь R. Это сопротивление при протекании тока вызывает потерю мощности. Иначе говоря, часть электрической энергии контура преобразуется в резисторе в тепловую энергию и не может быть использована другим способом. Поскольку в процессе каждой разрядки часть энергии теряется, конденсатор уже не может зарядиться до первоначального напряжения. В результате заряд, а отсюда и максимальное напряжение на конденсаторе уменьшаются с каждым периодом. Поэтому в контуре возникают колебания в виде затухающей синусоиды (рис. 10.1, б). Когда вся подведенная к контуру энергия преобразуется в резисторе в тепловую энергию, колебания прекращаются.

Частота колебаний в контуре в первом приближении равна его резонансной частоте f = 2π√(L·C). Амплитуда колебаний зависит от энергии, подведенной вначале к контуру, а скорость убывания (затухания) — от сопротивления потерь в контуре.

Рис. 10.1. Колебательный контур ( а ) и форма затухающих колебаний ( б )

 

Как действует LC-генератор с внешней ОС?

В LC-генераторах всегда используются свойства параллельного резонансного контура, в котором при соответствующих условиях могут возникнуть затухающие колебания. Явление затухания, вызванное сопротивлением в контуре, возникают уже в первом периоде работы, как только через катушку начинает протекать ток. Поэтому амплитуда напряжения во втором периоде уже меньше, чем начальная амплитуда.

Для получения постоянной амплитуды колебаний (или поддержания незатухающих колебаний в контуре) необходимо в каждый период пополнять энергию, теряемую в контуре, от внешнего источника питания с помощью усилителя с ПОС.

Ко входу усилителя, взаимодействующего в составе генератора, подводится часть сигнала, действующего в резонансном контуре. Полярность этого сигнала должна быть подобрана таким образом, чтобы выходной сигнал усилителя был в фазе с сигналом в резонансном контуре. Усиленное напряжение подводится непосредственно к резонансному контуру. Усилитель должен поставлять энергию в контур только в течение небольшой части периода. Эту задачу лучше всего выполняет усилитель класса С. Во время коротких периодов проводимости активного элемента протекающий через усилитель ток дает энергию, обеспечивающую требуемые условия работы контура. Легко видеть, что усилитель (транзистор) действует как ключ, автоматически размыкаемый и замыкаемый генерируемым напряжением.

Как уже указывалось в гл. 8, ПОС должна быть такой, чтобы удовлетворялось условие баланса амплитуд. Следует добавить, что переход к работе в классе С должен происходить автоматически с помощью RС-цепи во входной цепи, для того чтобы было возможно самовозбуждение колебаний.

 

Что такое генератор с индуктивной ОС?

Принципиальная схема генератора с индуктивной ОС показана на рис. 10.2.

Рис. 10.2. Принципиальная схема генератора с индуктивной ОС

Характерной особенностью этого генератора являются две катушки, из которых одна совместное подключенным параллельно конденсатором образует колебательный контур. Конденсатор может быть подключен к катушке в цепи базы либо в цепи коллектора. Вторая катушка является катушкой связи, ее задача состоит в передаче части энергии с выхода на вход схемы. Обратная связь в схеме должна быть положительной. Будет ли ОС положительной, зависит от относительного направления навивки катушек. В общем можно принять, что если катушки навиты в одном направлении, то одна из них должна иметь обращенные концы. Степень ОС зависит от взаимной индуктивности М между катушками. Рост M, а следовательно, и коэффициента связи χ вызывает увеличение ОС.

При подведении к схеме напряжения питания начинает заряжаться конденсатор резонансного контура и в схеме возникают колебания. После возбуждения колебаний схема автоматически переходит в режим работы в классе С.

Работу в классе С обеспечивает схема динамического смещения базы, содержащая резистор R 1 и конденсатор С 1 . Если амплитуда колебаний возрастает, то увеличивается постоянное напряжение на конденсаторе С 1 и уменьшается в последующих периодах угол (время) протекания тока коллектора. Генератор работает в установившемся режиме, если потери в контуре уравновешиваются выходной мощностью переменного тока в транзисторе. Потери в рассматриваемой схеме включают в себя потери в транзисторе, катушке в цепи коллектора, резонансном контуре и ограничивающем сопротивлении. Последним является эмиттерный резистор, который ограничивает до безопасного значения ток в первый момент после включения схемы.

Схема дополнительного смещения базы стабилизирует выходное напряжение генератора. Частота колебании в генераторе с индуктивной ОС близка к резонансной частоте контура и может изменяться путем изменения емкости конденсатора. Процесс изменения частоты колебаний путем изменения значений элементов контура называется перестройкой генератора. Выходное напряжение генератора обычно снижается посредством конденсатора связи, подключенного к коллектору транзистора, либо третьей обмотки трансформатора.

 

Каковы схемные варианты генератора с индуктивной ОС?

Существует много схемных разновидностей генератора с индуктивной ОС, отличающихся размещением резонансного контура, способом питания, схемой работы активного элемента, самим активным элементом и т. п

На рис. 10.3 изображено несколько вариантов схем. Особого внимания заслуживает схема на рис. 10.3, а, в которой база транзистора питается переменным напряжением с части обмотки катушки резонансного контура. Такое включение предотвращает демпфирование резонансного контура транзистором.

Некоторые из представленных схем запитываются последовательно, другие параллельно. В схеме с последовательным питанием постоянная составляющая тока коллектора протекает через одну из катушек генератора. При параллельном питании постоянная составляющая тока коллектора не протекает через катушки, так как она отделена с помощью шунтирующего конденсатора С ш . Последовательно с коллектором включен высокочастотный дроссель, который обеспечивает большое сопротивление между коллектором и массой. В схеме на рис. 10.3, б подстроечный конденсатор находится в цепи коллектора. Недостатком такого решения является высокий потенциал конденсатора относительно массы. В этом случае подстроечный конденсатор и его ось должны быть изолированы от монтажной платы (шасси).

Рис. 10.3. Схемы генераторов с индуктивной ОС:

а — с контуром в цепи базы транзистора;  б — с перестраиваемым контуром в цепи коллектора и последовательным питанием; в — схема с параллельным питанием; г — генератор по схеме с ОБ;  д — ламповый генератор с параллельным питанием

 

Что такое трехточечный генератор с индуктивной ОС?

Схема подобного генератора изображена на рис. 10.4, а. Это одна из наиболее часто используемых схем. Трехточечный генератор с индуктивной ОС характеризуется использованием в настраиваемом контуре разделенной катушки L. Отсюда происходит и другое название трехточечного генератора — генератор с разделенной индуктивностью. Из эквивалентной схемы (рис. 10.4, б) следует, что одна часть катушки (L 2 + М) включена между базой и массой, а другая (L 1  + М) — между коллектором и массой. Следовательно, обе части катушки L совместно с конденсатором С образуют четырехполюсник, соединяющий коллектор с базой. Можно показать, что сдвиг фазы между напряжением на коллекторе и напряжением на базе или между входом и выходом четырехполюсника составляет 180°, что необходимо для поддержания колебаний. Усиление в схеме зависит от коэффициента передачи по току транзистора. Обычно отвод выполняется на 1/10 длины всей катушки. Остальные элементы схемы на рис. 10.4 выполняют те же функции, что и генератор с индуктивной ОС. Резисторы R 1 , R 2 и конденсатор С 1 образуют цепь смещения. Конденсатор С 2 заземляет по переменному току отвод катушки, а резистор R а цепи эмиттера ограничивает ток коллектора до безопасного максимального начального значения. Несмотря на последовательное питание, в схеме имеется высокочастотный дроссель, который разделяет резонансный контур и положительный зажим источника напряжения питания.

При сохранении высокой добротности катушки частота генератора выражается формулой f 0  =1/(2π√(L·C)) и, следовательно, не зависит от расположения вывода на катушке индуктивности.

Рис. 10.4. Трехточечный генератор с индуктивной ОС:

а — электрическая схема; б — эквивалентная схема включения контура

Другие варианты трехточечного генератора с индуктивной ОС показаны на рис. 10.5.

Рис. 10.5. Трехточечные схемы генераторов с индуктивной ОС:

а — с последовательным питанием и заземленным перестраиваемым конденсатором; б — с дополнительным выводом катушки;  в — на полевом транзисторе; г — на электронной лампе

Схема на рис. 10.5, а также питается последовательно, однако перестраиваемый конденсатор заземлен, поэтому в отличие от предыдущей схемы нет необходимости в его полной изоляции от массы.

В схеме на рис. 10.5, б используется дополнительный отвод на катушке, чтобы препятствовать демпфирующему действию транзистора и, следовательно, получить большую добротность. Трехточечные генераторы с индуктивной ОС на полевом транзисторе и электронной лампе представлены соответственно на рис. 10.5, в, г.

 

Что такое трехточечный генератор с емкостной ОС?

Емкостная трехточечная схема генератора (рис. 10.6, а) несколько отличается от индуктивной. Разница заключается в том, что в емкостной трехточечной схеме в качестве делителя используется конденсатор, а не катушка индуктивности. Подобный генератор также называют генератором с разделенной емкостью. На практике разделение конденсатора сводится к использованию двух последовательно включенных конденсаторов. Из эквивалентной схемы (рис. 10.6, б) следует, что четырехполюсник, включенный между коллекторов и базой и инвертирующий фазу выходного напряжения, состоит из индуктивности L, и конденсаторов C 1 и С 2 .Действующее на конденсаторе С 1 напряжение подводится к базе после усиления предназначено для поддержания колебаний в схеме.

Рис 10.6. Трехточечный генератор с емкостной ОС:

а — электрическая схема; б — эквивалентная схема включения контура

Емкость конденсатора C 1 обычно равна емкости конденсатора С 2 . Частота колебаний зависит от индуктивности и эквивалентной емкости С экв  = C 1 C 2 /(C 1 + С 2 ) согласно формуле f0 = 1/(2π√(L·С экв )).

Перестройка генератора возможна путем одновременного изменения емкости обоих конденсаторов, поскольку отношение этих емкостей должно поддерживаться постоянным. Существуют также схемы с одиночным подстроечным конденсатором.

Другие варианты трехточечного генератора с емкостной ОС изображены на рис. 10.7. Схема на рис. 10.7, а содержит одиночный подстроечный конденсатор. Конденсаторы С 1 и С 2 обеспечивают соответствующий делитель напряжения. Схема с параллельным питанием представлена на рис 10.7, б. Конденсатор C 1 в этой схеме используется учитывая механическую симметрию схемы.

Рис. 10. 7. Трехточечные схемы генераторов с емкостной ОС:

а — с одиночным перестраиваемым контуром; б — на полевом транзисторе;  в — на электронной лампе

 

В чем разница между генератором по схеме Клаппа и трехточечным генератором с емкостной связью?

Разница между этими генераторами минимальна. Генератор Клаппа (рис. 10.8) является модификацией трехточечного генератора с емкостной ОС, заключающийся в использовании подстроечного конденсатора С 3 , включенного последовательно с катушкой индуктивности контура. Конденсаторы С 1 и С 2 образуют емкостный делитель напряжения, как в генераторе по трехточечной емкостной схеме.

Рис. 10.8. Генератор Клаппа

 

Что таксе генератор с резонансными контурами на входе и выходе?

Схема такого генератора показана на рис. 10.9. Он содержит два резонансных контура: один в цепи базы транзистора, другой — в цепи коллектора. Связь между контурами устанавливает результирующая емкость между коллектором и базой. Эта емкость состоит из обратной емкости транзистора и дополнительной внешней емкости. Колебание в схеме возникает в том случае, когда оба резонансных контура будут иметь сопротивление индуктивного характера. Это означает, что резонансные частоты контуров несколько выше, чем резонансная частота колебаний схемы. С учетом этого свойства схему можно свести к схеме трехточечного генератора с индуктивной связью.

Рис. 10.9. Генератор с резонансным контуром на входе и выходе

 

Какие факторы вызывают нестабильность частоты?

На нестабильность частоты генераторов влияют много факторов, наиважнейшими из которых являются температура, влажность, напряжение питания, недостаточная добротность контура и механические воздействия. Изменения температуры вызывают механические напряжения и деформации в катушке индуктивности и конденсаторе, которые имеют непосредственное влияние на параметры этих элементов. Аналогично влажность, влияя в основном на диэлектрическую проницаемость диэлектрика конденсатора, вызывает изменение его емкости.

Колебания напряжения питания вызывают изменения частоты, связанные с изменением параметров транзисторов, ламп и других активных элементов, а также изменение амплитуды колебаний и связанную с этим возможность появления нелинейных эффектов. Можно показать, что стабильность частоты генератора в большой мере зависит от добротности Q резонансного контура. Если добротность контура слишком мала из-за неправильного конструирования катушки индуктивности либо уменьшилась из-за нагрузки генератора слишком малым сопротивлением, то при этом увеличивается нестабильность частоты.

Изменения частоты генератора могут происходить также под влиянием внешних механических сил, например ударов или вибраций. Вибрации могут вызывать модуляцию частоты генератора.

 

Как можно повысить стабильность частоты генератора?

Стабильность частоты генератора можно повысить путем устранения или уменьшения факторов, вызывающих нестабильность. В связи с этим следует использовать стабилизацию напряжения питания, обеспечить высокую добротность колебательного контура, изменив каскад, развязывающий нагрузку от генератора, и защитить схему от механических воздействий, используя, например, антивибрационную подвеску некоторых элементов. Кроме того, можно обеспечить температурную компенсацию, заключающуюся в использовании элементов контуров с такими зависимостями параметров от температуры, что изменение одного компенсируется изменением другого. Иногда достаточно использовать элементы с малыми температурными коэффициентами. LC-генератор, выполненный без специальных мер повышения стабильности частоты, имеет стабильность около 10-3 — 10-4. При тщательном исполнении можно получить стабильность порядка 10-5.

 

На чем основана автоматическая регулировка амплитуды колебаний?

Амплитуда колебаний генератора, особенно перестраиваемого, не является постоянной, а подвержена колебаниям в зависимости от питающего напряжения, диапазона перестройки и т. п. Для поддержания постоянной амплитуды на выходе генератора применяют специальные схемы, обычно называемые схемами автоматической регулировки амплитуды (АРА).

Принцип работы схемы АРА представлен на рис. 10.10.

Рис. 10.10. Структурная схема автоматической регулировки амплитуды

Сигнал Генератора усиливается с помощью усилителя, а затем детектируется. Полученное напряжение используется для изменения рабочей точки генератора путем изменения тока эмиттера, а следовательно, и крутизны характеристики транзистора Из-за наличия регулирующего напряжения, зависящего от выходного сигнала, можно обеспечить такие условия работы генератора, при которых каждое изменение уровня выходного сигнала за счет ООС будет автоматически вызывать изменение в противоположном направлении и поддерживать тем самым выходной уровень как можно более постоянным.

Постоянная времени цепи регулировки определяется фильтром нижних частот, включенным между детектором и генератором. Следует добавить, что генератор, работающий по схеме с АРА, является генератором, модулируемым сигналом ошибки.

 

Что такое кварцевый генератор?

Кварцевый генератор является генератором синусоидальных колебаний, относящимся к группе электромеханических генераторов. В генераторах этого типа частота определяется кварцем, связанных с электрической схемой генератора.

Для кварцевого генератора резонатором является пластинка, вырезанная соответствующим образом из кристалла кварца. Кварц относится к кристаллическим материалам, обладающим пьезоэлектрическими свойствами. Пьезоэлектрический эффект состоит в том, что механические напряжения, вызванные воздействием внешних сил, приводят к появлению на пластинке, выполненной из кварца, электродвижущей силы Наблюдается также обратное явление, основанное на том, что подводимое напряжение создает механические напряжения. Если в посеребренной с двух сторон и расположенной в соответствующей оправе кварцевой пластинке посредством электрического импульса вызвать механические колебания, то на ее обкладках возникает переменное электрическое напряжение. Частота изменений этого напряжения равна частоте собственных колебаний пластинки. Пластинка ведет себя аналогично резонансному контуру. Добротность Q этого резонансного контура очень велика — десятки тысяч. Благодаря высокой добротности кварцевого резонатора стабильность частоты кварцевых генераторов очень высока.

На рис. 10.11 изображена простая схема кварцевого генератора. Эта схема очень похожа на схему генератора с резонансными контурами на входе и выходе с той разницей, что входной резонансный контур заменен кварцем.

Рис. 10.11. Кварцевый генератор с кварцем в цепи базы

Механизм возникновения колебаний в схеме таков: произвольная электрическая флуктуация (результат включения питающих напряжений) вызывает возникновение колебаний в резонансном контуре и передачу их через емкость C 1 на кварц. Возбуждаемая таким образом кварцевая пластина управляет (посредством возникающего на ее зажимах переменного напряжения) напряжением на базе транзистора. Это напряжение после его усиления поддерживает колебания в цепи коллектора.

 

От чего зависят свойства кварцевого резонансного контура?

Свойства кварцевого резонансного контура зависят прежде всего от типа среза, размеров и условий работы.

Кристалл кварца (кристаллическая модификация кремнезема — SiО2) имеет вид шестигранной пирамиды (рис. 10.12).

Рис. 10.12. Кристалл кварца

Из его середины вырезают пластины кварца. Различают различные типы срезов кристалла в зависимости от того, как ориентирована пластинка относительно осей кристалла. Как видно из рис. 10.12, существуют три главные взаимно перпендикулярные оси, обозначаемые буквами X, Y и Z. Ось Z называется оптической осью кристалла. Три оси X, проходящие через каждую пару противолежащих вершин шестиугольника, — электрические оси, а три оси Y, проходящие через каждую пару противоположных граней, — механические. Если пластинка кварца вырезана таким образом, что ее наибольшая поверхность перпендикулярна оси X, это означает, что использован срез X. Соответственно существует срез Y. Срезы под углом к оси Z обозначаются двумя буквами, например АТ, ВТ и др. От типа среза зависит пригодность кварца для работы в различных диапазонах частот, температурный коэффициент частоты, возможность использования в фильтрах и т. п. Например, пластины кварца, полученные из среза X, обладают отрицательным температурным коэффициентом. Это означает, что если температура окружающей среды возрастает, частота генератора убывает. Пластины кварца, полученные из срезов под углом к оси Z, в некотором интервале изменений температуры имеют нулевой температурный коэффициент.

Если требования к стабильности частоты генератора велики, то кварц должен быть помещен в термостат, внутри которого поддерживается постоянная температура. При этом можно получить стабильность лучше, чем 10-6 (даже 10-8). На основе таких генераторов создаются эталоны (стандарты) частоты и кварцевые часы.

Кварцевая пластина может быть представлена в виде эквивалентной схемы (рис. 10.13, а). Это схема, в которой механические параметры кварца заменяются электрическими эквивалентами. Так, индуктивность L m — электрический эквивалент массы, емкость С m — гибкости (упругости); сопротивление R m представляет противодействие перемещению, вызываемому трением в кристалле. Емкость С 0 является емкостью между проводящими пластиками, присоединенными к кварцу. В схеме имеются два резонанса: последовательный и параллельный (рис. 10.13, б).

Рис. 10.13. Эквивалентная схема кварцевого контура ( а ) и соответствующее ей изменение реактивной проводимости ( б )

Резонансные частоты кварца обратно пропорциональны его размерам и толщине. Размеры типового кварца на частоту 428 кГц — 2,75х3,33х0,636 см. Параметры элементов эквивалентной схемы составляют: С 0 = 5,8 пФ; С m = 0,042 пФ, L m  = 3,3 Гн; Q = 23 000.

Кварцевые пластины (кварцевые резонаторы) изготавливаются на частоты от 2 кГц примерно до 35 МГц. Возможно также изготовление кварцев, работающих на более высоких частотах, даже до 150 МГц. Однако в этом случае генераторы работают на так называемых «обертонах», т. е. на частотах колебаний, почти в точности равных гармоническим частотам основной частоты.

 

Что такое кварцевый генератор Пирса?

Схема генератора Пирса представлена на рис. 10.14. Генератор Пирса является разновидностью генератора с емкостной связью. Кварцевый резонатор работает на частоте, близкой к частоте параллельного резонанса, и имеет индуктивное реактивное сопротивление Два конденсатора С 1 и С 2 образуют емкостной, делитель.

Генератор Пирса очень удобен для применения в многоканальных передатчиках, стабилизированных кварцем, поскольку не требует подстройки контура при смене кварца.

Рис. 10.14. Генератор Пирса

 

Что такое

RС

-генератор?

Это генератор, в котором не содержатся резонансные контуры LC, а цепь, определяющая генерируемую частоту, состоит только из элементов RC. Различают RС-генераторы с фазосдвигающими и мостовыми схемами. Обычно RС-генераторы используются для получения синусоидальных колебаний с частотами от долей герц (например, 0.01 Гц) до нескольких десятков килогерц. Обычно верхний предел частоты не превышает 300 кГц. RС-генераторы характеризуются хорошей стабильностью, легко перестраиваются и позволяют получать колебания с очень низкими частотами. Реализация LC-генератора, генерирующего колебания очень низкой частоты, является не простым делом из-за трудностей, связанных с изготовлением катушки с очень большой индуктивностью.

 

Что такое

RС

-генератор с фазосдвигающей цепью?

Схема генератора показана на рис. 10.15.

Рис. 10.15. RС-генератор с фазосдвигающей цепью

В состав генератора входит резистивный усилительный каскад, а также трехсекционная лестничная RС-цепочка, включенная между выходом и входом усилителя. Эта цепочка, находящаяся в петле ОС, вносит фазовый сдвиг между выходным и входным напряжениями. Одним из условий возникновения колебаний в схеме является фазовый сдвиг между этими напряжениями, составляющий 180°. В рассматриваемой цепи подобная ситуация может возникнуть только на одной частоте. Действие цепи легко можно понять, если принять во внимание, что каждая RС-секция является простым фазовращателем, вносящим в первом приближении сдвиг фазы 60° на рабочей частоте схемы. Три такие секции вносят, следовательно, требуемый сдвиг фазы 180°. Поэтому ПОС является избирательной, и в связи с этим колебания имеют синусоидальную форму.

Фазосдвигающая цепь вносит достаточно заметное затухание, и поэтому коэффициент усиления транзистора должен быть соответственно большим. Для RС-цепи, состоящей из трех секций, коэффициент усиления должен составлять не менее 29. Тогда будет выполнено также второе условие возникновения колебаний — условие баланса амплитуд.

При одинаковых сопротивлениях резисторов R и емкостей конденсаторов С частота колебаний генератора рассчитывается по формуле f = 1/(2π√6·RC). Для изменения частоты колебаний достаточно изменить сопротивление или емкость в фазосдвигающей цепи.

 

Что такое

RС

-генератор с мостом Вина?

Общая структурная схема генератора мостового типа представлена на рис. 10.16. При соответствующем выборе параметров элементов моста (R 1 = R 2 ; R 4 < R 3 ) напряжение на диагонали АВ моста находится в фазе с напряжением на диагонали СО. Напряжение U AB управляет двухкаскадным усилителем без инверсии фазы (фазовый сдвиг 360°), выход которого является источником сигнала, подключаемого к одной диагонали моста.

Рис. 10.16. Структурная схема генератора мостового типа

Если коэффициент усиления достаточен, то в схеме выполняются условия, необходимые для возникновения колебаний. Поскольку схема является широкополосной и не выделяет какой-либо частоты, генерируемое напряжение не имеет синусоидальной формы.

Если схема должна генерировать напряжение некоторой определенной частоты, то ветвь моста с резисторами R 1 и R 2 должна быть заменена избирательной схемой. Схема такого типа, образующая совместно с резисторами R 3 и R 4 мост Вина, представлена на рис. 10.17, а. Резистор R 1 заменен последовательной RС-цепочкой, а резистор R 2 — параллельной RС-цепочкой. Условие соответствующей фазы напряжения, возбуждающего усилитель, выполняется только на одной частоте f = 1/(2πRC). На других частотах имеет место меньшее напряжение U АВ , а его фаза отличается от желаемой.

Схема генератора с мостом Вина изображена на рис. 10.17, б. Резистор R 4 в мостике заменен лампой накаливания с вольфрамовой нитью. Благодаря нелинейной вольт-амперной характеристике лампы накаливания достигается автоматическая регулировка усиления и в результате — постоянная амплитуда колебаний.

Генератор с мостом Вина можно легко перестраивать с помощью сдвоенного конденсатора переменной емкости, включенного в схему вместо постоянных конденсаторов с емкостью С.

Рис. 10.17. Мост Вина ( а ) и схема генератора с мостом Вина ( б )

 

Как получают несинусоидальные колебания?

Несинусоидальными колебаниями обычно называют колебания, форма которых отличается (сильнее или слабее) от синусоидальной. Однако в импульсной технике название «несинусондальные» относится к колебаниям, принципиальным образом отличающимся от синусоидальных, например к прямоугольным или треугольным.

Существуют два способа получения несинусоидальных колебаний. Рассмотрим первый способ. Синусоидальное колебание сначала подвергается ограничению (иногда многократному), обычно сопровождаемому усилением. В результате получается колебание, более или менее близкое к прямоугольному, которое затем подвергают линейному формированию в дифференцирующих или интегрирующих цепях. Таким способом, повторяя некоторые процессы формирования и придавая им разную последовательность, можно получить колебания различной формы (рис. 10.18): прямоугольные, пилообразные, трапецеидальные, импульсные и т. п.

Рис. 10.18. Формы колебаний, полученные из синусоидальных колебаний с использованием линейных и нелинейных цепей

Второй способ состоит в непосредственном генерировании несинусоидальных колебаний. Общий принцип генерирования несинусоидальных колебаний, упрощенно представлен на рис. 10.19.

Рис. 10.19. Общий принцип генерирования несинусоидальных колебаний

Конденсатор С заряжается через сопротивление от источника постоянного напряжения при разомкнутом ключе К и разряжается через ключ К, когда последний замыкают. Ключом может быть, например, лампа или транзистор. Размыкание ключа соответствует закрытому состоянию, замыкание — открытому. Перевод лампы или транзистора в эти состояния осуществляется с помощью импульсов, подведенных извне, либо в результате процессов, происходящих в схеме самого генератора. Полученное таким образом пилообразное колебание напряжения может быть использовано для получения других колебаний в зависимости от схемы и ее параметров. Например, в релаксационных генераторах изменение напряжения на заряженном и разряженном конденсаторе может быть использовано для получения на выходе прямоугольного колебания. Линейность изменения напряжения на конденсаторе зависит от постоянной времени цепи заряда и уровня напряжения, до которого заряжается конденсатор. В общем можно сказать, что такое изменение носит экспоненциальный характер.

 

Что такое релаксационные генераторы?

Это генераторы, создающие колебание с высоким содержанием гармоник на принципе ПОС, действующей в широкой полосе частот. В генераторах синусоидальных колебаний ОС имеет избирательный характер, зависящий от резонансного контура. Чем больше добротность контура (т. е. чем уже его полоса), тем форма синусоидального колебания ближе к идеальной (содержит меньше гармоник).

Резонансная частота контура (обычно типа LC) определяет частоту колебаний синусоидального генератора. В релаксационных генераторах, работающих далеко от границы возникновения колебаний в контуре, частота определяется временем заряда и разряда конденсатора в RС-цепи. Самым простым типом релаксационного генератора является блокинг-генератор.

 

Как работает блокинг-генератор?

Блокинг-генератор «происходит» от генератора с индуктивной ОС. Сильная ПОС между входом и выходом в однокаскадной схеме осуществляется путем применения трансформатора, переворачивающего фазу на 180.

На рис. 10.20 представлена ламповая схема блокинг-генератора.

Схема работает следующим образом. После подачи напряжения питания начинает протекать анодный ток. Скачок напряжения в момент включения передается во вторичную обмотку и вызывает «возбуждение» сетки в направлении открывания. Это вызывает дальнейший рост анодного тока до того момента, пока не появится сеточный ток. После этого происходит падение анодного тока и вызванное этим падение напряжения на сетке, приводящее к запиранию лампы. Во время протекания сеточного тока происходит зарядка конденсатора С, который затем разряжается через R до уровня, соответствующего напряжению открывания лампы, при котором лампа снова начинает пропускать анодный ток, и процесс повторяется снова. Изменение напряжения на аноде и сетке лампы представлено на рис. 10.20, а.

Рис. 10.20. Схемы блокинг генератора на лампе ( а ) и транзисторе ( б )

Транзисторная схема блокинг-генератора показана на рис. 10.20, б. Работа схемы происходит почти так же, как и в ламповом варианте. Большой ток базы вызывает зарядку конденсатора С, разряжающегося затем в период запирания транзистора до уровня, при котором транзистор начинает снова проводить. Время открытого состояния транзистора зависит главным образом от трансформатора. Время запирания — от постоянной времени RС-цепи базы. Следовательно, в данном генераторе частота повторения импульсов определяется постоянной времени RC, которую можно регулировать, например, с помощью потенциометра.

 

Какую схему называют нестабильным генератором?

Нестабильным генератором является любой генератор, не имеющий устойчивого состояния. После каждого переброса в генераторе возникают самопроизвольно (без внешнего воздействия) такие изменения, которые вызывают новый переброс, в свою очередь вызывающий следующий переброс, и т. д. Нестабильный генератор часто называют автогенератором. Таким нестабильным генератором является рассмотренный выше блокинг-генератор. Существуют также и другие типы нестабильных генераторов.

 

Что такое автоколебательный мультивибратор?

Мультивибратор — это релаксационный генератор, состоящий из двух каскадов RС-усилителей. Второй каскад переворачивает фазу колебания, подводимого снова к первому каскаду. Таким образом создается ПОС без использования трансформатора, как это имеет место в случае блокинг-генератора.

На рис. 10.21 изображен автоколебательный мультивибратор по крестообразной схеме, т. е. анод первого каскада связан с сеткой второго каскада, а анод второго каскада — с сеткой первого каскада.

Рис. 10.21. Схема лампового мультивибратора и формы напряжения на электродах

Вторая связь является ПОС. Поскольку «идеальной» симметрии обоих плеч цепи не бывает, положим, что в начальный момент лампа Л 1 закрыта и на конденсаторе С 1 имеется большой отрицательный заряд. На ее аноде действует в этом случае полное напряжение питания. В это время лампа Л 2 отперта. Такое состояние не может сохраняться долго, так как конденсатор С 1 разряжается через R C1 , в результате лампа Л 1 начинает проводить. При этом напряжение на аноде лампы Л 1 уменьшается, возникает увеличение отрицательного напряжения на сетке лампы Л 2 и рост напряжения на аноде лампы Л 2 и в результате увеличение напряжения на сетке лампы Л 1 . Поэтому ток лампы Л 1 еще больше возрастает, а ток лампы Л 2 убывает. В конце концов лампа Л 2 запирается. С этого момента напряжение на сетке лампы Л 1 быстро убывает, а на сетке лампы Л 2 увеличивается. Когда оно достигает напряжения отсечки, лампа Л 2 отпирается, а лампа Л 1 переходит в состояние запирания, и весь процесс повторяется снова.

Автоколебательный мультивибратор на транзисторе по схеме со связью «крест-накрест» изображен на рис 10.22. Схема работает таким же образом, как и с лампами. Однако следует подчеркнуть, что из-за явлений, происходящих в полупроводнике, и их инерционности форма получаемых колебаний несколько отличается от формы колебаний в ламповой схеме. В рассматриваемой схеме транзистор работает в режиме переключения из состояния непроводимости в состояние насыщения либо наоборот. Подобная работа транзистора обсуждалась в гл. 4.

Рис. 10.22. Схема транзисторного мультивибратора

 

Как работает автоколебательный мультивибратор в схеме с катодной (эмиттерной) связью?

На рис. 10.23 изображена схема мультивибратора на лампах с катодной связью.

Рис. 10.23. Схема мультивибратора с катодной связью

Связь между анодом лампы Л 1 и сеткой лампы Л 2 такая же, как у мультивибратора со связью «крест-накрест». Однако ПОС с лампы Л 2 на Л 1 осуществляется с помощью общего катодного резистора R к . Он одновременно устанавливает смещение па сетках обеих ламп.

Работа схемы происходит следующим образом. Предположим, что в момент включения (начальный момент) проводит лампа Л 2 . Через некоторое время начинает отпираться лампа Л 1 . Напряжение на ее аноде убывает, что вызывает падение напряжения на сетке лампы Л 2 , которая запирается. В дальнейшем проводит лампа Л 1 . Когда конденсатор связи разрядится настолько, что напряжение на сетке лампы Л 1 возрастет выше напряжения отсечки (напряжения запирания), лампа Л 2 начинает проводить ток. При этом увеличиваются протекающий через резистор R к ток и падение напряжения на этом резисторе, увеличивается отрицательное напряжение на сетке лампы Л 1 и уменьшается ток лампы. Это приводит к увеличению напряжения на аноде лампы Л 1 передаваемого через конденсатор на сетку лампы Л 2 . В результате возрастает анодный ток лампы, что приводит лампу Л 1 в состояние запирания. Таким образом, произошел возврат к начальному состоянию, после чего весь процесс повторяется снова.

В транзисторной схеме ПОС осуществляется с помощью общего резистора, находящегося в эмиттерных цепях. Это схема мультивибратора с эмиттерной связью. Подобная схема дает возможность легко осуществлять работу транзисторов без захода в область насыщения (например, путем соответствующего подбора резисторов), благодаря чему можно получить лучшие времена переключения, чем при работе с насыщением.

 

Как регулируется частота колебаний в автоколебательном мультивибраторе?

Частота колебаний в мультивибраторе зависит от времени, проходящего с момента возникновения максимального отрицательного напряжения на сетке до момента, когда это напряжение достигает значения, при котором через лампу может протекать ток, т. е. значения, приближенно равного напряжению отсечки. Этот период времени зависит от постоянных напряжений в схеме, а также от постоянных времени сеточных цепей, определяющих скорость изменения напряжения на конденсаторах. Постоянная времени сеточной цепи одной лампы определяет запертое состояние другой и наоборот.

Полный период колебаний мультивибратора зависит от обеих постоянных времени. Поэтому изменение периода колебаний мультивибратора, а также изменение отношения времени отпирания и времени запирания можно осуществлять с помощью регулировки постоянных времени. Обычно это делают с помощью переменных резисторов, изменяющих значения постоянной времени RC.

Если в схеме обеспечивается идентичность соответствующих друг другу элементов, изменений напряжений и токов, а также равенство времен запирания обеих ламп (транзисторов), то схема мультивибратора называется симметричной. При этом колебание на выходе имеет форму, называемую меандром. В несимметричном мультивибраторе постоянные времени должны быть различными и при этом получают прямоугольное колебание, у которого длительность импульса отличается от длительности паузы между импульсами.

 

Что такое одностабильные (ждущие) генераторы?

Это генератор с двумя состояниями, причем лишь одно пассивное (состояние ожидания) является устойчивым состоянием, в котором генератор может находиться неограниченно долго. Под влиянием запускающего импульса, подведенного к генератору извне, может наступить скачкообразное изменение состояния, которое вызывает в генераторе процессы, приводящие к полному противоположному перебросу, после чего наступает возврат в исходное (устойчивое) состояние до следующего запускающего импульса, под влиянием которого схема может выполнить снова один цикл колебаний.

Работу в ждущем режиме можно получить путем модификации мультивибратора, подавая на сетку одной из ламп или базу одного из транзисторов напряжение смещения, не позволяющее протекать току при работе без подводимых извне импульсов, т. е. путем запирании (блокировки) одной из ламп или транзистора.

 

Что такое одновибратор и как он работает?

Одновибратором называют одностабильный или ждущий мультивибратор. Схема такого одновибратора очень близка к схеме мультивибратора. Существуют две принципиальные разновидности схем (рис. 10.24) — со связью «крест-накрест» и со связью через общий эмиттерный резистор; кроме того, разработан ряд вариантов этих схем. Некоторые различия связаны, в частности, с подачей запускающего импульса и запиранием (блокировкой) одного каскада.

Переключение может быть выполнено подачей отрицательного импульса на базу запертого транзистора либо положительного импульса на базу проводящего транзистора. Второй способ позволяет использовать импульс меньшей амплитуды, поскольку он дополнительно усиливается. Применение параллельной RС-цепи в ветви ОС вместо одной емкости С дает увеличение связи для составляющих с более высокими частотами по сравнению со связью для составляющих с меньшими частотами. Благодаря этому достигается ускорение отклика транзистора на запускающий импульс, а конденсатор С называют ускоряющим.

Одновибратор используется часто н качестве схемы задержки. При этом на него подается входной импульс и под его влиянием выполняется один рабочий цикл. С выхода снимается импульс, задержанный на время, соответствующее одному рабочему циклу. Это время может регулироваться путем изменения постоянной времени, определяющей время запирания одного из каскадов.

Рис. 10.24. Схемы ждущего мультивибратора (одновибратора)

а — со связью «крест-накрест»; б — с эмиттерной связью

 

Что такое генераторы с двумя устойчивыми состояниями?

Это генераторы с двумя устойчивыми состояниями равновесия, причем с помощью внешнего импульса можно вызвать переброс схемы из одного состояния в другое. При этом в каждом из состояний схема находится до момента появления следующего импульса. Схема подобного генератора может соответствовать схеме мультивибратора в том смысле, что она представляет собой двухкаскадный усилитель с ПОС с той разницей, что на лампы или транзисторы обоих каскадов подано запирающее напряжение смещения. При включении схемы один элемент, например первый, отперт, а второй заблокирован (заперт) или наоборот.

Переброс схемы из одного устойчивого состояния в другое может происходить при подаче отрицательного импульса на базу непроводящего транзистора, положительного импульса на базу проводящего транзистора, отрицательного импульса на общий эмиттер транзисторов. Подача импульса осуществляется обычно через емкости на коллекторы обоих транзисторов, через емкости на общий эмиттерный резистор и через диоды на коллекторы или базы обоих транзисторов.

Пример решения схемы с двумя устойчивыми состояниями в транзисторном варианте показан на рис. 10.25. В нем использована связь как между эмиттерами, так и «крест-накрест». В последней действуют RС-цепи. Иногда используется связь «крест-накрест» через сопротивления R, однако, как уже упоминалось в гл. 10, RС-цепь улучшает свойства выходных колебаний. Благодаря наличию двух устойчивых состояний подобные схемы широко используются в цифровых схемах, работающих в двоичной системе (см. гл. 12). Они часто служат для счета импульсов в качестве счетчиков, например в цифровых вольтметрах. Чем больше скорость переключения этих схем, тем шире диапазон частот.

Рис. 10.25. Генератор с двумя устойчивыми состояниями

 

Что такое триггеры?

Триггерами обычно называют схемы с двумя устойчивыми состояниями. Однако часто название «триггер» относят к нестабильным и одностабильным схемам. Во втором случае во избежание недоразумения говорят «мультивибратор» или «одновибратор». Если более точное определение отсутствует, то название «триггер» относится к схеме с двумя устойчивыми состояниями.

 

Что такое спусковые схемы?

Названием «спусковые схемы» определяются схемы, запускаемые внешним импульсом, т.е. в общем случае схемы с одним или двумя устойчивыми состояниями

 

Что такое триггер Шмитта?

Триггером Шмитта называется схема (рис. 10.26), в которой оба каскада соединены ветвью, в которой происходят суммирование сигналов из двух каскадов и обратная подача этих сигналов на выходы. Такое решение используется в мультивибраторах с общим эмиттерным резистором. Для каждого из каскадов на этом резисторе возникает ООС, одновременно образуется ПОС, так как часть выходного напряжения второго каскада через этот резистор подводится к первому каскаду. Отрицательная обратная связь стабилизирует рабочую точку, а, кроме того, при соответствующем подборе элементов цепи (например, при большом сопротивлении эмиттерного резистора) может не допускать возникновения «перевозбуждения» в схеме. При этом схема работает без захода в область насыщения, благодаря чему получают импульсы с крутыми фронтами и малой временной задержкой, называемой гистерезисом по отношению к запускающим импульсам. Связь с выхода первого каскада на вход второго осуществляет резистор или диод. Это связь по постоянному току. Триггеры Шмитта применяют в качестве схем с одним или двумя устойчивыми состояниями, а также для формирования прямоугольных колебаний.

Достоинство схемы заключается, в частности, в том, что вход схемы не охвачен петлей ОС и поэтому на входе отсутствуют сигналы, генерируемые схемой. Кроме того, выход схемы хорошо развязан от входа.

Рис. 10.26. Схема триггера Шмитта ( а ) и формы управляющего и выходного напряжения ( б )

 

Как работает триггер Шмитта?

Схема триггера Шмитта показана на рис. 10 26. Работа схемы протекает следующим образом Если напряжение па входе (управляющее напряжение) равно нулю, транзистор Т 1 заперт. В это время проводит транзистор T 2 , так как на него поступает соответствующее смещение с делителя R к , R 1 , R 2 . Делитель, смещающий транзистор Т 2 (в основном R к ), подобран таким образом, чтобы транзистор Т 2 не работал в режиме насыщения. Протекающий через транзистор Т 2 ток создаст падение напряжения на эмиттерном резисторе R э , а это в свою очередь вызывает еще более глубокое запирание транзистора Т 1 . Увеличение входного напряжения выше определенного уровня вызывает отпирание транзистора Т 1 и быстрый переход схемы в другое состояние. В этом состоянии напряжение на коллекторе транзистора Т 1 убывает и, следовательно, уменьшается напряженке на базе транзистора T 2 , и он закрывается. Триггер остается в этом состоянии до тех пор, пока входной сигнал выше порогового уровня. Выходное напряжение в этом состоянии достигает своего максимального значения. Если управляющее транзистором Т 1 напряжение уменьшается ниже порогового уровня, наступает рост напряжения на коллекторе транзистора Т 1 , а следовательно, увеличение напряжения на базе транзистора Т 2 , так что транзистор Т 2 начинает проводить ток и происходит переброс схемы в первое состояние.

Из приведенного описания вытекает одно из типичных применений триггера Шмитта — использование его в качестве генератора прямоугольных колебаний. Триггер Шмитта применяется также в качестве амплитудного дискриминатора или порогового детектора.

Существуют многочисленные схемные модификации триггера Шмитта.

 

Что такое генератор Миллера?

Это схема, генерирующая напряжение линейной формы (пилообразное — прим. перев.), в которой для повышения линейности этого колебания используется ОС. Схема такого интегратора изображена на рис. 10.27.

Транзистор работает по схеме усилителя с ОЭ с высоким усилением и инверсией фазы. В этой схеме емкость С цепи с ОС, включенная между коллектором и базой, может быть пересчитана на входные зажимы как емкость С', умноженная на коэффициент усиления каскада по напряжению. Конденсатор С' заряжается от источника напряжения постоянным током через резистор R; напряжение на конденсаторе нарастает линейно. Если замкнуть ключ К, то конденсатор разряжается, а транзистор проводит ток. На выходе схемы получают колебание пилообразной формы. Прямоугольное колебание, подведенное к базе транзистора непосредственно или через дополнительный ключевой каскад, обеспечивает их работу в качестве ключей. Схема преобразует управляющее прямоугольное колебание в выходное пилообразное колебание подобно тому, как это делает интегрирующая цепь, отсюда часто встречаемое название интегратор Миллера.

Рис. 10.27. Схема генератора (интегратора) Миллера

 

Что такое генератор пилообразного напряжения с ООС?

Это генератор линейного пилообразного напряжения с ООС, которая предназначена для улучшения линейности колебания. Схема такого генератора представлена на рис. 10.28. Транзистор Т 1 нормально находится в отпертом состоянии; напряжение на конденсаторе С в это время близко к нулю. Если бы в схеме не было транзистора Т 2 , то при отрицательном импульсе на базе транзистора Т1 происходил бы заряд конденсатора. В схеме с транзистором Т 2 , используемым в качестве эмиттерного повторителя при запертом транзисторе Т 2 , возрастающее напряжение на заряжаемом конденсаторе С через повторитель подается в точку соединения резисторов R 1  и R 2 . При возрастании напряжения на конденсаторе потенциал в этой точке увеличивается и протекающий через резистор R 2 ток остается почти постоянным. Это означает, что конденсатор заряжается постоянным током и, следовательно, напряжение на конденсаторе будет изменяться по линейному закону.

Рис. 10.28. Схема генератора пилообразного напряжения с ООС

 

Каково применение релаксационных генераторов?

Применений очень много. Типичным является использование генераторов в качестве источников сигналов. Одновибраторы позволяют получать выходные сигналы с длительностью большей, чем длительность запускающего импульса. Мультивибраторы используются, например, как генераторы, «навязывающие» свою частоту повторения другим схемам, в качестве центрального генератора тактовой частоты в цифровых схемах и т. п.

Нестабильные схемы или схемы с одним устойчивым состоянием также применяют для деления частоты — процесса, в котором каждый k-й импульс данной последовательности импульсов, поданной на мультивибратор, вызывает генерацию новой серии импульсов с частотой повторения, в k раз меньшей. Триггеры используются, в частности, в схемах счетчиков (счетных схем), предназначенных для счета электрических импульсов.

 

На чем основана синхронизация генераторов?

Это процесс, который состоит в том, чтобы сделать частоту колебаний генератора зависящей от частоты подведенного извне сигнала. В этом случае генератор, который в режиме свободных колебаний (несинхронизированном режиме) работает на собственной частоте, начинает работать на вынужденной, синхронизируемой частоте.

Процесс синхронизации проследим на рис. 10.29. Колебание (рис. 10.29, а) соответствует изменению напряжении на базе транзистора в несинхронизированном состоянии. К генератору подводится синхронизирующее колебание (рис. 10.29, б). Оно добавляется к колебанию генератора в момент t' достигающему при этом уровня, при котором происходит переброс в схеме. В связи с этим получают выходное колебание (рис. 10.29, в). Аналогичная ситуация наступает в моменты t'', t''' и т. д., когда каждый из подводимых синхронизирующих импульсов переводит схему генератора из состояния запирания в состояние проводимости. В конечном результате получаем колебание с большей частотой, чем частота собственных несинхронизированных колебаний, и в точности равной частоте синхронизирующего колебания. При этом легко заметить, что для правильной синхронизации требуется соответствующая амплитуда импульсов, подводимых извне. Если это условие не выполняется, то сумма напряжений на генераторе может оказаться недостаточной для достижения уровня, при котором наступает переброс схемы. Синхронизирующее колебание может быть синусоидальным, прямоугольным и любим другим.

Приведенное описание процесса синхронизации относится к нестабильным генераторам. Для генераторов с одним или двумя устойчивыми состояниями непрерывные колебания возникают только под влиянием запускающих импульсов. Без этих импульсов непрерывные колебания не возникают.

Рис. 10.29. Синхронизация мультивибратора:

а — несинхронизированное колебание;  б — синхронизирующее колебание;  в — вынужденное (синхронизированное) колебание

 

Что такое схема делителя частоты на триггерах?

Для уменьшения частоты повторения импульсов можно использовать триггеры. Триггер, возбуждаемый последовательностью импульсов, дает на выходе прямоугольное колебание, частота которого в 2 раза меньше частоты повторения импульсов. Это соответствует делению частоты на 2. Если выходное колебание такого триггера подать на следующий, то суммарно два триггера обеспечивают деление в отношении 2·2·2:1 и т. д.

 

Какое применение находят операционные усилители в генерировании несинусоидальных колебаний?

Операционные усилители (см. гл. 7) могут применяться как для генерирования несинусоидальных колебаний, так и для их формирования. Для этого используются операционные усилители в виде интегральных микросхем. Имеются, однако, интегральные микросхемы, содержащие триггеры и другие схемы, используемые в цифровой технике и допускающие более простую реализацию сложных схем.