Если напряжение на входе ОУ постоянное, то получаем

линейно изменяющееся напряжение. Знак приращения обратный знаку входного напряжения.

Схема состоит из компаратора и интегратора. В исходном состоянии напряжение управления U_У = 0. Под воздействием напряжения Е₀ компаратор находится в состоянии отрицательного насыщения. Под воздействием этого напряжения конденсатор С заряжается до .

Пусть в момент времени t₁ на прямой вход поступает прямоугольный импульс, амплитуда которого U_m > E₀. Компаратор переходит в положительное насыщение, т. е. напряжение на его выходе . Это напряжение является входным для интегратора. Открывается диод D₁, начинается перезаряд конденсатора С до . Напряжение U_ГЛИН убывает по линейному закону в соответствии с выражением

По окончании импульса компаратор регенеративно переходит в отрицательное насыщение (под воздействием Е₀). Диод D₁ закрывается. Открывается диод D₂. Начинается перезаряд конденсатора С до напряжения . Напряжение U_ГЛИН возрастает по линейному закону, т. е.

Максимального значения оно достигает за время t = R₂C. Если пауза , то ГЛИН переходит в устойчивое состояние ( ) до поступления следующего импульса управления.

Кроме рассмотренной схемы, часто применяются ГЛИН в автоколебательном режиме. Чтобы получить такой ГЛИН достаточно в схему рис. 16.6а ввести ОС – R₃, R₄ на прямой вход компаратора с выходов компаратора и интегратора (пунктир на рис. 16.6а). Напряжение обратной связи U_ОС будет определяться напряжением на выходе компаратора и напряжением на выходе интегратора U_ГЛИН. На рис. 16.6в приведены временные диаграммы, поясняющие работу генератора.

Пусть в момент времени t₁ = 0 компаратор перешел в состояние отрицательного насыщения. Его . Открывается диод D₂ и на интеграторе начинается формирование линейно нарастающего напряжения U_ГЛИН. Напряжение обратной связи U_ОС найдем методом суперпозиции

(16.13)

где - линейно нарастающее напряжение U_ГЛИН.

Видим, что U_ОС также линейно нарастает. В момент времени t₂ наступает равенство U_OC = Е₀. Компаратор переключается, напряжение его на выходе скачком изменяется до . Напряжение интегратора скачком измениться не может. Поэтому напряжение обратной связи скачком увеличивается до величины

(16.14)

Напряжением открывается диод D₁. На интеграторе начинается формирование линейно падающего напряжения. Напряжение U_OC также линейно убывает и в момент t₃ принимает значение

Компаратор вновь переключается и далее процесс периодически повторяется.

Рассмотрим пример.

Пусть в схеме компаратора R₃ = 10 кОм; R₄ = 50 кОм; Е₀ = 1 В; = ±10 В.

Определим U_ГЛИН и U_ОС в моменты времени t₁; t₂; t₃.

1. В момент времени t₁ включается питание. Напряжение на выходе компаратора

Конденсатор С до включения питания был разряжен. Напряжение U_C = 0 и скачком измениться не может. Значит и в соответствии с (16.13)

1. Для момента времени t₂

.

Отсюда определим U_ГЛИН

.

Определим значение сразу после переключения, когда значение , а U_ГЛИН еще не изменилось:

.

1. Для момента времени t₃

Напряжение на выходе компаратора . Напряжение обратной связи U_OC

.

Здесь U_ГЛИН (t₃) – минимальное.

Определим это значение

.

Напряжение U_ОС (t₃) определим сразу после переключения, когда значение , а U_ГЛИН (t₃) = -0,79 В.

Далее значение U_ГЛИН периодически изменяется от –0,79 В до 3,2 В, а U_ОС от –2,32 В до 4,31 В.

ТЕМА 7. ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА

Лекция 17. Введение в цифровую электронику