- Kā darbojas šis Astable multivibrators ar Op-amp?
- Aprēķins uz stabilas multivibratora ķēdes, kuras pamatā ir Op-amp
- Komponenti, kas nepieciešami, lai izveidotu uz ampēru balstītu astabilu multivibratoru shēmu
- Op-amp multivibratora shēma - shēma
- Op-amp Astable multivibratora ķēdes pārbaude
Multivibratora ķēde ir ļoti populāra un noderīga shēma elektronikas jomā, un tā ir visvienkāršākā shēma, par kuru jūs zināt, mācoties pamata elektroniku. Multivibratora ķēdi var iedalīt divās kategorijās, pirmo sauc par monostabilo multivibratoru, bet otro - par astablo multivibratoru. Bet šajā projektā mēs runāsim par astablo multivibratoru, ko dažkārt dēvē arī par brīvi darbināmu multivibratoru.
Pēc definīcijas Astable multivibratora ķēde ir ķēde, kurai nav stabila stāvokļa. Tas nozīmē, ka pēc ieslēgšanas tas sāk darboties un turpina svārstīties starp augstiem un zemiem stāvokļiem, līdz strāva tiek izslēgta. Runājot par šāda Astable multivibratora izgatavošanu, visizplatītākais veids ir 555 taimera IC izmantošana. Vienā no mūsu iepriekšējiem projektiem mēs izveidojām Astable Multivibrator Circuit, izmantojot 555 Timer IC, jūs varat to pārbaudīt, ja meklējat kaut ko tādu. Bet ražošanas vidē, kamēr ir iesaistītas sarežģītas shēmas, vairāku IC ievietošana tikai palielina BOM izmaksas. Vienkāršāks risinājums varētu būt Op-amp izmantošana Astable signāla ģenerēšanai. Šo ķēdi var izmantot dažādās lietojumprogrammās, kur nepieciešama vienkārša kvadrātveida viļņu signāls.
Tātad šajā projektā mēs uzbūvēsim vienkāršu Astable Multivibrator, izmantojot Op-amp, un mēs izskatīsim visus nepieciešamos aprēķinus, lai uzzinātu periodu, tādējādi mēs varam aprēķināt ķēdes biežumu un darba ciklu. Mēs esam aptvēruši arī pamata op-amp ķēdes, piemēram, summēšanas pastiprinātājs, diferenciālais pastiprinātājs, instrumentu pastiprinātājs, sprieguma sekotājs, Op-Amp integrators utt.
Kā darbojas šis Astable multivibrators ar Op-amp?
Atbilde uz šo jautājumu ir ļoti vienkārša, taču, lai to saprastu, vispirms ir jāsaprot ķēde, kas pazīstama kā Schmitt sprūda ķēde, zemāk parādīta vienkāršota Schmitt sprūda shēma.
Šmita trigera ķēde:
Iepriekš redzamā shēma parāda Op-amp ķēdi ar pozitīvu atgriezenisko saiti, ja Op-amp ir konfigurēts ar pozitīvu atgriezenisko saiti, to parasti sauc par Schmitt trigeri. Bet vienkāršības labad sapratīsim Schmitt sprūda ķēdi.
Šī shēma izmanto sprieguma dalītāju, lai izejas spriegumā izmantotu ierīci, un to padod neinvertējošajam terminālim. Bet pozitīvo atsauksmju dēļ produkcija nepārtraukti pieaugs, līdz tā sasniegs piesātinājumu.
Tagad ņemsim vērā, ka Schmitt sprūda izejas spriegums ir vienāds ar pozitīvu piesātinājuma spriegumu, kas definēts kā + Vsat, un šī sprieguma daļa tiek piešķirta neinvertējošajam terminālim.
Kas ir + Vsat x (R2 / (R1 + R2)). Ja mēs uzskatām šo vienādojumu par X, galīgais vienādojums kļūst par Xvsat. Kur X ir atgriezeniskās saites spriegums, mēs iegūstam no sprieguma dalītāja. Tagad, kad ieejas spriegums Vin ir mazāks par Xvsat spriegumu, tad izeja būs ar pozitīvu piesātinājuma spriegumu. Tā kā op-amp izeju var dot kā atvērtas cilpas pieaugumu, kas reizināts ar divu termināļu sprieguma starpību. Kas ir AoL (VCC + - VCC-). Tagad, kad spriegums invertēšanas spailē ir lielāks par Xvsat, izeja piesātinās pie negatīvā piesātinājuma sprieguma. Ja skaitļus ievietojat iepriekš minētajā vienādojumā, to varat uzzināt.
Labākai izpratnei, ja mēs aplūkosim Schmitt sprūda ķēdes pārsūtīšanas funkciju, tas izskatīsies kā parādīts zemāk.
Šeit augšējais sliekšņa spriegums tiek attēlots kā VUT un zemākais sliekšņa spriegums ir attēlots kā VLT. Kā redzat, kad ieejas spriegums ir lielāks par augšējā sliekšņa spriegumu, izeja pārslēgsies no pozitīva piesātinājuma sprieguma uz negatīvu piesātinājuma spriegumu. Ikreiz, kad ieeja ir mazāka par zemāko sliekšņa spriegumu, izeja pāriet no negatīvā piesātinājuma sprieguma uz pozitīvo piesātinājuma spriegumu. Tas ir Schmitt sprūda ķēdes pamatdarbs.
Visos iepriekš minētajos scenārijos mēs esam nodrošinājuši visus signālus ārēji. Ja mēs nodrošinām atgriezenisko saiti ieejai ar kondensatora un rezistora palīdzību, tad Schmitt sprūda shēmu varam izmantot kā Astable multivibratoru. Šīs Op-amp Astable multivibratora shēmas shēmu varat redzēt zemāk.
Astable multivibratora darbība, izmantojot Op-amp:
Tagad mēs pieņemsim, ka ķēdes izeja ir pozitīvā piesātinājuma spriegumā arī tāpēc, ka mēs esam ievietojuši rezistoru R3 kā atgriezenisko saiti, strāva sāks plūst caur rezistoru R3 un kondensators sāks lēni uzlādēt. Kā redzat iepriekš redzamajā attēlā, tas tiek parādīts ar melnu punktētu līniju. Kad kondensatora lādiņi sasniegs augšējo sliekšņa spriegumu, izeja pārslēgsies no pozitīvā piesātinājuma sprieguma uz negatīvo piesātinājuma spriegumu. Kad tas notiks, kondensators sāks izlādēties negatīvā piesātinājuma sprieguma virzienā. Kad spriegums neinvertējošajā spailē ir nedaudz lielāks par invertējošo spaili, izeja atkal pārslēgsies no negatīvā piesātinājuma sprieguma uz pozitīvo piesātinājuma spriegumu. Šādā veidā veicot uzlādes un izlādes procesu,šī shēma var radīt Astable signālu pie izejas.
Šajā ķēdē laika periods ir atkarīgs no rezistora un kondensatora vērtības. Tas ir atkarīgs arī no op-amp augšējā un apakšējā sliekšņa sprieguma. Tā darbojas uz Op-amp bāzes balstīta Astable multivibratora shēma. Tagad, kad esam sapratuši pamatus, mēs varam pāriet uz ķēdes aprēķinu.
Aprēķins uz stabilas multivibratora ķēdes, kuras pamatā ir Op-amp
Laika periods vai vienkārši sakiet, ka izejas frekvenci nosaka rezistora R3 vērtība, kondensators C1 un atgriezeniskās saites rezistora attiecības vērtība. Vienkāršības labad mēs aprēķinām rezistora un kondensatora vērtību ar 50% darba ciklu. Ja augšējais un apakšējais spriegums ir atšķirīgs, tad darba cikls var būt lielāks vai mazāks par 50%. Mēs pieņemsim, ka ķēdes izejas frekvence ir 1KHz. Tā kā frekvence ir 1KHz, laika periods T būs 1ms, ko mēs viegli varam uzzināt pēc formulas T = 1 / F.
Lai aprēķinātu laika periodu, var izmantot zemāk redzamo formulu.
T = 2RC * pieteikšanās ((1 + X) / (1-X))
Kur R ir pretestība, C ir kapacitāte, un vērtības aprēķināšanai mums jāizmanto dabiskā logaritmiskā funkcija. Iemesls, kāpēc mums jāizmanto dabiskā logaritmiskā funkcija, ir ārpus šī raksta darbības jomas, jo tam mums jāpierāda iepriekš parādītā formula.
Tagad mēs apsvērsim R1 = R2 = 10K, C = 0,1uF vērtības un uzzināsim R3 vērtību. Mēs zinām, ka F = 1KHz.
Kad aprēķini ir izdarīti, mums ir visas vērtības, un tagad mēs varam pāriet uz faktiskās ķēdes izveidošanu un pārbaudīt to ar osciloskopu.
Komponenti, kas nepieciešami, lai izveidotu uz ampēru balstītu astabilu multivibratoru shēmu
Tā kā šis ir vienkāršs Astable multivibrators, šī projekta komponentu prasības ir ļoti vienkāršas, un jūs varat tos iegūt no sava vietējā vaļasprieku veikala. Komponentu saraksts ir norādīts zemāk.
- LM358 Op-amp IC - 1
- 10K rezistori - 2
- 4.7K rezistors - 1
- 0.1uF kondensators - 2
- 1N4007 Diode - 4
- 1000uF, 25V kondensatori - 2
- 4,5 V - 0 - 4,5 V transformators - 1
- Maiņstrāvas kabelis - 1
- Maizes dēlis - 1
- Vadu savienošana
Op-amp multivibratora shēma - shēma
Zemāk ir parādīta Astable multivibratora ķēdes shēma, kas balstīta uz Op-amp.
Op-amp Astable multivibratora ķēdes pārbaude
Pārbaudes iestatīšana multivibratora shēmai, kuras pamatā ir Op-amp, parādīta iepriekš. Kā redzat, mēs esam izmantojuši transformatoru ar četrām diodēm un diviem kondensatoriem, lai ražotu dubultās polaritātes padevi, un esam izmantojuši divus 10K rezistoru, vienu 4,7 K rezistoru un 0,1uF kondensatoru, lai izveidotu ķēdi ap LM358 Op- amp. Skaidrs ķēdes attēls ir parādīts zemāk.
Pēc tam, kad ķēde ir pabeigta, es izvilku savu Hantek osciloskopu, lai izmērītu frekvenci, un tas bija aptuveni 920Hz. Tas bija nedaudz izslēgts, bet tas ir saistīts ar rezistora un kondensatora vērtību. Ar to mēs noslēdzam projektu. Turpmāk parādīts izejas momentuzņēmums.
Es ceru, ka jums patika raksts un uzzinājāt kaut ko jaunu. Ja jums ir kādi jautājumi par rakstu, varat uzdot to mūsu elektronikas forumā.