OSシリーズKR1446をベースにした発電機。スキーム、説明

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OSシリーズKR1446をベースにしたジェネレータ。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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KR1446シリーズのオペアンプは、入出力電圧の許容範囲が電源電圧まで広がっているのが特徴です。これにより、電源電圧を最大限に活用することが重要なさまざまな低電圧アプリケーションで使用できるようになります。

三角形と長方形の 1 つの出力信号を生成する発生器回路を図に示します。 XNUMX.

OSシリーズKR1446に基づく発電機

抵抗器 R1 と R2 の接続点には、人工的な中間点が形成され、その電圧によって両方のオペアンプのモードが決まります。積分器はオペアンプ DA1.1、抵抗 R4、コンデンサ C1 で構築され、シュミットトリガはオペアンプ DA1.2 と抵抗 R3 および R5 で構築されます。トリガーの特徴は、非常に広いヒステリシスループ Uhist = Upit R3 / R5 と、正確で安定したスイッチングしきい値です。広いループを使用すると、積分器の出力で三角電圧の最大振幅を取得できます。これは、この信号の振幅がループの幅に対応するためです。

発生頻度は、fr = R5/4C1 R3 - R4 の式により、実践に十分な精度で計算できます。図に示されている素子の定格では、発生周波数は 265 Hz であり、電源電圧を 2,5 から 7 V に変化させても、規格値からの偏差は 1% を超えませんでした。

DA1.1 オペアンプの非反転入力を電源の擬似中間点から切り離し、この入力に制御電圧を印加すると、説明したデバイスを簡単に電圧制御発電機 (VCO) に変えることができます。制御電圧 Ucontrol に対する生成周波数の依存性は、図の下の曲線で示されています。 2. 電源電圧 5 V、コンデンサ C1 の静電容量は 430 pF、DA1 - KR1446UD5 で取得されました。

OSシリーズKR1446に基づく発電機

曲線の最初のセクション (5 ～ 500 mV) は良好な直線性を持ち、周波数は 10 ～ 1000 Hz に比例して変化します。直線部分の長さを長くする必要がある場合は、積分器を非対称にすることができます (図 3)。オペアンプ DA1.2 の出力、つまりジェネレータの出力の電圧レベルが低い場合、比較的遅い積分プロセスが発生し、オペアンプ DA1.1 の出力における電圧の上昇速度が速くなります。 1は電圧UynpとC1R1.1回路の時定数で決まります。図の回路によるジェネレータのように、オペアンプ DA1 の出力におけるノコギリ波電圧のフルスイングは次のようになります。 1.2 は、オペアンプ DA1 に組み込まれたシュミットトリガのヒステリシスループの幅に等しいため、順方向ストロークの持続時間 tnp= Upit R3 R1 C6 / Uynp RXNUMX となります。

オペアンプ DA1.2 の出力で低電圧レベルが高電圧レベルに置き換えられると、VD1 ダイオードが開き、R1 が抵抗 R2 と並列に接続され、積分速度が大幅に増加し、反転期間が長くなります。それに応じてストロークも減少します。したがって、高い精度で、生成された信号の周期が前方ストロークの持続時間を決定し、周波数が fr = Uynp・R6/Upit・С1・R2・R3 に等しいと仮定できます。

図上。図2は、実験的に得られた図3の回路による発電機の制御電圧に対する出力パルスの周波数(上の曲線)の依存性を示しています。 3. 線形依存のセクションは 6 倍長くなりました - 制御電圧値 XNUMX V まで (出力周波数 XNUMX kHz まで)。

OSシリーズKR1446に基づく発電機

ゼロ付近の制御電圧に対する生成周波数の依存性は、使用されるオペアンプの特定のインスタンスのゼロシフトに大きく依存します。実際には、出力パルスの周波数は、小さな正の電圧 Ucontrol と負の電圧 Ucontrol の両方でゼロに等しくなります。

発電機を実際に使用する場合、制御電圧が電源電圧を超える可能性がある場合、制御回路の遮断部（電源電圧の 3 番ピン）に数十キロオームの抵抗を含める必要があります。オペアンプ DA1.1)。

図上。図４はゼロ微調整が可能なＶＣＯ回路を示す。

OSシリーズKR1446に基づく発電機

オペアンプ DA1.2 の出力 (ジェネレータ出力) の電圧が低い場合、トランジスタ VT1 が閉じ、オペアンプ DA1.1 の積分器の出力の電圧は、電圧に比例した速度で徐々に減少します。電圧を制御する。オペアンプ DA1.2 のシュミットトリガの下側スイッチングスレッショルドまで低下すると、出力にハイレベルが現れ、トランジスタ VT1 が開きます。約 1.1 mV の電圧が分圧器 R4R5 から DA100 オペアンプの非反転入力に印加されるため、このオペアンプはスイッチングモードになり、その出力の電圧はある速度で上昇し始めます。オペアンプの最大出力電流とコンデンサC1の容量によって決まります。オペアンプ DA1.1 の出力の電圧がオペアンプ DA1.2 のシュミットトリガのスイッチングしきい値の上限に達すると、スイッチが切り替わり、トランジスタ VT1 が閉じ、このプロセスが繰り返されます。

後進ストロークの継続時間は前進ストロークよりもはるかに短いため、周波数は制御電圧に非常に直線的に依存します。

抵抗 R1 と R2 がない場合、入力電圧が抵抗 R5 の両端の電圧に等しいとき、周波数はゼロになります。 R1R2 回路を使用すると、制御電圧がゼロのときに周波数がゼロになることを確認できます。

R1.2=R7 におけるオペアンプ DA8 のシュミットトリガのヒステリシスループの幅は Uhyst = Upit/(1+2R9/R8) で、生成される周波数は式 fr= Uynp (1+ 2R9/R8) /ウピット/ C1 C3。

図上。図５は、当該シリーズのオペアンプを完全に提供するオペアンプＤＡ１．２による信号出力の周波数の実験的に得られた依存性を示す。オペアンプ DA5 の出力における信号の振幅が、オペアンプ DA1.2 の出力における信号制限レベルよりも小さいことも重要です。

OSシリーズKR1446に基づく発電機

前述のプロトタイプでは、これは、オペアンプ DA1.2 と比較してオペアンプ DA1.1 の電源電圧を下げることによって達成されました。図の回路による発生器でも同様の効果が得られます。図6の状態は、オペアンプDA1.2を増幅制限モードに移行することによって達成されます。その結果、対応するオペアンプによって生成される方形信号と比較して、高調波のレベルが低減された台形振動がその出力で形成されます。プロトタイプ。

OSシリーズKR1446に基づく発電機

図に示されている場合6 つの定格の素子と 5 V の電源電圧を使用すると、抵抗 R5 は出力信号周波数を 1600 ～ 5800 Hz の範囲内で調整できますが、3000 Hz 以上の周波数では、生成された正弦波の形状が著しく歪んでいました。振幅は低周波数での値の 60% に低下しました。 C1=C2=0,047 µF では、同調帯域は 170 ～ 640 Hz に等しく、信号形状は良好で、帯域全体にわたる振幅の不均一性は 10% を超えませんでした。

著者: S. Biryukov、モスクワ

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