SU1051689A1 - Мультивибратор - Google Patents

Abstract

1. МУЛЬТИВИБРАТОР, содержащий операционный усилитель, выход которого соединен через первый и второй резисторы с инвертирующим и неин-вертирующим входами, соединенными соответственно с первой обкладкой конденсатора и с первым выводом третьего резистора, отличающийс  тем, что, с целью регулировки частоты с повышенной точностью в большом диапазоне, в него введены два активных умножител  полного сопротивлени , входы которых соединены соответственно с первой обкладкой конденсатора и первым выводом третьего резистора, а выходы - б ответственно с второй обкладкой конденсатора и вторым выводом третьего резистора. (Л сл о:) 00 со

Description

2. Мультивибратор по п.1, о т личающийс  тем, что кажды из двух активных умножителей полного сопротивлени  выполнен на первом и втором операционных.усилител х и последовательной резистивной цепи из первого и второго посто нных резисторов, потенциометра, третьего и четвертого посто нных резисторов , резистивна  цепь соедине на первым крайним выводом с выходом первого операционного усилител  и выходом умножител , первым отводом с инвертирующим входом первого операционного усилител , вторым отводом - с неинвертирующим входом первого и инвертирующим входом второго операционных усилителей, вторым крайним выводом - с общей шиной мултивибратора , подвижный вывод потенциометра соединен с выходом второго операционного усилител , при этом вход умножител  соединен с неинвертируетцим входом второго операционного усилител ,

3.Мультивибратор по п.2, от личающийс  тем, что потенциометры двух активных умножителей полного сопротивлени  выполнены в виде двухсекционных потенциометров

с механически подвижными системами.

4.Мультивибратор по п.З, от личающийс  тем,что секции потенциометра включены в- соответст (вующий активный умножитель полного сопротивлени  крайними выводами инверсно друг другу..

1

Изобретение относитс  к импульсной технике, в частности, к генераторам пр моугольных импульсов с регулированием выходного сигнала от руки по частоте следовани  импульсов и может быть использовано в различных устройствах измерительной техники , прибор.бстроени , средствах автоматизации и другой аппаратуре.

Известны мультивибраторы, в которых зависимость частоты от относительного положени  движка потенциометра  вл етс  квазипоказательной 1

Однако, так как указанна  зависимость формируетс  только одним элементом (потенциометром), точность регулировки частоты резко снижаетс  в большом диапазоне (при большой кратности) регулировки. Это объ сн етс  уменьшением точности аппрокси мации, реализованной в известных мультивибраторах с использованием одного потенциометра квазипоказательной зависимости и теоретической зависимости при увеличении кратности регулировки. Таким образом, недостатком этих известных мультивибраторов  вл етс  регулировка частоты с малой точностью в большом диапазоне регулировки частот.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению  вл етс  мульти вибратор-автогенератор, содержащий операционный усилитель, выход которого соединенчерез первый и второй резисторы с инвертирующим и неинвертирукадим входами, соединенными соответствеинб с первой обкладкой кондан сатора и с первым выводом третьего резистора Г2 J.

Недостатком известного мультивибратора  вл етс  регулировка частоты

с малой точностью в большом диапазоне , в особенности частот вблизи максимальной частоты. - Цель изобретени  - обеспечение регулировки частоты с повышенной тйчностью в большом диапазоне путем формировани  двух квазипоказательных зависимостей соответствующих элементов в качестве аргументов регулируемой частоты.

Поставленна  цель достигаетс  тем что в мультивибратор, содержащий операционный усилитель, выход которого соединен через первый и второй резисторы с инвертирующим и неинвертирующиМ входами, соединенными соответственно с первой обкладкой конденсатора и с первым выводом третьего резистора, введены два активных умножител  полного сопротивлени , входы которых соединены соответственно с первой обкладкой конденсатора и первым выводом третьего резистора, а выходы - соответственно с второй обкладкой конденсатора и вторым выводом третьего резистора

Каждый из двух активных умножителей полного сопротивлени  выполнен на первом и Е тором операционных усилител х и последовательной резнстивной цепи из первого и второго посто нных резисторов, потенциометра , третьего и четвертого посто нных резисторов, резистивна  цепьсоединена первым крайним выводом с выходом первого операционного усилител  и выходом умножител , первым отводом - с инвертирующим входом первого операционного усилител , вторым отводом - с неинвертирующим входом первого и инвертирующим входом второго операционных усилителей

вторьлм крайним выводом - с общей шиной мультивибратора, подвижной вывод потенциометра соединен с выходом второго операционного усилител , при этом вход умножител  соединен с инвертирующим входом второго операционного усилител . Кроме того, потенциометры двух активных умножителей полного сопротивлени  выполнены в виде двухсекционных потенциометров с механически подвижными системами .,

Секции потенциометра включены в соответствующий активный умножитель полного сопротивлени  крайними выводами инверсно друг другу.

Активные умножители полного сопротивлени  имеют кваэипоказательные зависимости значений полного сопротивлени  от относительного положени  подвижных систем соответствующих потенциометров.

. На чертеже приведена принципиальна  схема мультивибратора.

Мультивибратор содержит операционный усилитель 1, первый 2, второй 3 третий 4 резисторы, конденсатор 5, два активных умножител  6 и 7 полного сопротивлени . Конденсатор 5 подключен первой и второй обкладкой соответственно к входу 8 и выходу 9 активного умножител  6 полного сапротивлени . Резистор 4 подключен вторым и первым выводами соответственно к выходу 10 и входу 11 активного умножител  7 полного сопротивлени . Конденсатор 5 и резистор 4  вл ютс  эталонными элементами дл  соответствующих умножителей. Устройство умножителей 6 и 7 полного сопротивлени  идентично. Умножитель 6 содержит первый 12 и второй 13 операционные усилители, последовательную резистивную цепь из первого 14 и второго 15 посто нных резисторов потенциометра 16, третьего 17 и четвертого- 18 посто нных резисторов Аналогичное устройство имеет умножитель 7 активного сопротивлени . Он содержит первый 19 и второй 20 операционные усилители, последовательную резистивную цепь из первого 21 и второго 22 посто нных резисторов , потенциометра 23, третьего 2 и четвертого 25 посто нных резисторов .

Мультивибратор работает следующи образом.

При рассмотрении с использованием формул сопротивлени  резисторов будем обозначать буквой R с индексом . Обобщенный конденсатор (актийный умножитель б полного сопротивлени  совместно с подключенным к нему конденсатором 5) будем обозначать по ангшогни С 6. Обобщенный резистор (активный умножитель 7 полного сопротивлени  совместно с подключенным к нему .резистором 4 ) - R-, , Относительные положени  подвижных систем потенциометра .16, 23 от нижних по чертежу крайних выводов обозначим через , 2Ъ

Кроме того, примем следующие услови : R .. R 18; . R .5 R-n . / а -е р -е - i о -о 2г Обозначим далее: Ug - напр жение

на конденсаторе 5; .Ug - напр жение на обобщенном конденсаторе (относи0 тельно общей шины); и - напр жение на резисторе.4; U - напр жение на Обобщенном резисторе (относительно общей шины). ,

Примен   дл  каждого из активных

5 умножителей полного сопротивлени  . принцип суперпозиции запишем следующие выражени 

В.5 .

И)

и

.

h

-,

S

(2)

и. 2

Уравнени (1), (2) - уравнени  квазипоказательных зависимостей, кажда  из которых совпадает в трех

точках при oL, 0;оС-, 0, 1;

1 ,, -. ,ot.2j,0, 5;ot,23 1; с соответстj 0 ,5;,

вующими показательными зависимост ми вида

. (.1

35

R O.

л ; ,(4|

.

.где М - кратность регулировки емкости обобщенного активного конденсатора; М- - кратность регулировки обобщенного активного резистора .

При прин тых значени х сопротивлений резисторов отношение резисторов в формулах (1), (2) выражаетс  через кратность М регулировки обобщенных активных конденсатора и резистора посредством следующей формулы

г -

(5) R T/ir-1

Мультивибратор на операционном v усилителе 1, резисторах 2 и 3 обобщенном , св занном с общей шиной конденсаторе, и обобщённом, св занном с общей шиной резисторе, работает обычным образом, т.е. его работа ничем не отличаетс  от работы аналогов, если не учитывать метод . регулировки частоты. С в(11ходных шин 26 мультивибратора пр моугольные

колебани  поступают во внешнюю цеп Частота рассматриваемого мультивибратора определ етс  формулой г. 1 2А. 4 RT 4Го «2 где Т - обобщенна  активна  посто  нна  времени. РЗ Подставив в (6) уравнени  (3) и (4) ив свою очередь уравнени  (1) и (2) с учетом (5), получим полные уравнени  дл  идеализированной (по казательной) и практической (квазипоказательной ) зависимостей соот ветственно .,5о 23-Ч5 1 o(16- -ot23-f где СЧэталонйа  посто нна  времен Уравнени  (9) и (10) совпадают в трех точках, т.е. при трех значени х аргумента: Ы О, ci 0,5, ot 1. Произведем последовательно над каждым из уравнений (9) и (10) следующие действи : прологарифмируем , возьмем производную по оС, перейдем к приращени м. В результате получим следующие формулы дл  относительных погрешностей регулировки частоты соответственно теоретической (показательной) и практической (квазипоказательной) зависимостей ,М 24оСепМ, (HJ где 4ot- неизбежно имеюща с  абсолютна  погрешность регулировки углового положени  подвижной системы потенциометра , вызванна  конструктив; ными неточност ми устройства , нелинейностью потенциометра , субъективными Факторами оператора и т.д. 2

Уравнени  (12) и (13) имеют экстремальные значени  при О, оС 1.

Разделим уравнение (13) на уравгнение (12) и определим повышение точности регулировки в данном устройстве по сравнению с известным устройством второго типа

J-l,

(4+1

п S

Уравнение (14) показывает, что повышение точности регулировки и в этом случае существенно. Например, при HQ- 10 (М 100) достигаетс  повышение точности регулировки в 5 раз.

Таким образом, технико-экономическа  эффективность данного мультивибратора св зана с повышением точности регулировки частоты, в особенности при больших диапазонах (кратност х )регулировки, с увеличением диапазона (краности) регулировки частоты при одинаковой с известными устройствами точности, что расшир ет функциональные возможности предлагаемого мультивибратора, с упрощением устройства по сравнению с известными мультивибраторами,в которых одинаковые с предлагаемым мультивибратором диапазон и точность регулировки частоты достигаютс  существенным усложнением известных устройств, а также с улучшением удобства обслуживани , св занным с равнопроцентным масштабированием (регулировкой) частоты,  вл ющимс  свойством показательных (квазипоказательных ) регулировочных зависимостей .

Claims (4)

1. МУЛЬТИВИБРАТОР, содержащий операционный усилитель, выход которого соединен через первый и второй резисторы с инвертирующим и неинвертирующим входами,, соединенными соответственно с первой обкладкой конденсатора и с первым выводом третьего резистора, отличающийся тем, что, с целью регулировки частоты с повышенной точностью в большом диапазоне, в него введены два активных умножителя полного сопротивления, входы которых соединены соответственно с первой обкладкой конденсатора и первым выводом третьего резистора, а выходы - соответственно с второй обкладкой конденсатора и вторым выводом третьего резистора. <S

SU „1051689

2. Мультивибратор по п.1, о т личающийся тем, что каждый из двух активных умножителей полного сопротивления выполнен на первом и втором операционных, усилителях и последовательной резистивной цепи из первого и второго постоянных резисторов, потенциометра, третьего и четвертого постоянных резисторов, резистивная цепь соединенна первым крайним выводом с выходом первого операционного усилителя и выходом умножителя, первым отводом с инвертирующим входом первого операционного усилителя, вторым отводом - с неинвертирующим входом первого и инвертирующим входом второго операционных усилителей, вторым крайним выводом - с общей шиной муль тивибратора, подвижный вывод потенциометра соединен с выходом второго операционного усилителя, при этом вход умножителя соединен с неинвертирующим входом второго операционного усилителя.

3. Мультивибратор по п.2, от личающийся тем, что потенциометры двух активных умножителей полного сопротивления выполнены в' виде двухсекционных потенциометров с механически подвижными системами.

4. Мультивибратор по п.З, от личающийся тем,что секции потенциометра включены в- соответствующий активный умножитель полного сопротивления крайними выводами инверсно друг другу.·