logo

2 Мультивибратор на основе операционного усилителя (оу)

Исследуемый мультивибратор построен на основе операционного усилителя типу К140УД1А (рис.7.1,б). Операционный усилитель обхвачен резистивной положительной обратной связью (ПОС) (резисторы R16, R17, R18) и резистивно-емкостной отрицательной обратной связью (ООС) (резисторы R14, R15, конденсаторы C8, C9). Резистивно-емкостная ООС является частотозадающей цепью мультивибратора.

Р аботу мультивибратора на ОУ рассмотрим по упрощенной схеме, представленной на рис.7.4 а. При подключении питания к схеме инверсный вход ОУ имеет потенциал близкий к нулю U1=0, т.к. конденсатор не успевает зарядиться. В тоже время на неинвертирующий вход поступает напряжение . Полярность напряжения U2 определяется полярностью выходного напряжения ОУ. Пусть UВЫХМАХ >0, тогда U2>0. При этом конденсатор С1 начнет заряжаться через резистор R1 (интервал времени 0 – t1 на рис. 7.4 б). В момент времени t1 напряжение на конденсаторе достигнет уровня + U2, а затем немного превысит его, т.е. напряжение на инвертирующем входе ОУ окажется больше, чем на неинвертирующем.

Выходное напряжение ОУ при этом скачком изменяет свою полярность и становится равным −UВЫХМАХ. При этом начинается разряд конденсатора С1 током противоположного направления. Как только напряжение на инвертирующем входе U1 достигнет уровня − U2 (момент времени t2) , полярность выходного напряжения опять меняется на противоположную, и процесс повторяется снова. Таким образом, под воздействием ООС, схема регенеративно переключается в одно из возможных квазипостоянных состояний, в котором ОУ находится в режиме ограничения напряжения. Скорость перезарядки конденсатора С1 определяет частоту выходного сигнала.

Если уровни ограничения выходного напряжения операционного усилителя одинаковые по модулю, то период выходных колебаний генератора согласно рис.7.4 определится как

. (7.9)

А скважность выходных колебаний .

Таким образом, частота выходных колебаний мультивибратора, построенного на операционном усилителе, определяется степенью положительной и отрицательной обратной связи.