SONIC
مدیر بخش برق و الکترونیک (SONIC)
پرسنل مدیریت
مدیر انجمن
استاد و مشاور الکترونیک
عضو افتخاری گروه الکترونیک
به شدت دوست داشتنی
مدیر انجمن
- Oct 14, 2021
- 1,937
- 4,533
مدار از یک مولد موج مربعی مبتنی بر opamp برای تولید موج مربعی و یک انتگرال مبتنی بر opamp برای یکپارچه سازی موج مربعی استفاده می کند.
نمودار مدار در شکل زیر نشان داده شده است.
مولد موج مربعی :
مولد موج مربعی مبتنی بر یک opamp uA741 (IC1) است. مقاومت R1 و خازن C1 فرکانس موج مربع را تعیین می کند. مقاومت R2 و R3 یک
تقسیم کننده ولتاژ را تشکیل می دهد که بخش ثابتی از خروجی را به ورودی غیر معکوس IC بازخورد می دهد.
در ابتدا، هنگامی که برق اعمال نمی شود، ولتاژ در خازن C1 0 است. هنگامی که منبع تغذیه روشن است، C1 شروع به شارژ شدن از طریق مقاومت
R1 می کند و خروجی opamp بالا خواهد بود (+Vcc). کسری از این ولتاژ بالا توسط شبکه مقاومتی R2, R3 به پین غیر معکوس باز می گردد.
هنگامی که ولتاژ در خازن شارژ به نقطه‌ای افزایش می‌یابد که ولتاژ پایه معکوس بالاتر از پایه غیر معکوس باشد، خروجی opamp به اشباع منفی
(-Vcc) تغییر می‌کند. خازن به سرعت از طریق R1 تخلیه می شود و دوباره از طریق R1 در جهت منفی شروع به شارژ می کند. اکنون کسری از خروجی
بالا منفی (-Vcc) توسط شبکه بازخورد R2، R3 به پین غیر معکوس بازگردانده می شود. هنگامی که ولتاژ دو طرف خازن آنقدر منفی می شود که ولتاژ در
پایه معکوس کمتر از ولتاژ پایه غیر معکوس است، خروجی opamp به حالت اشباع مثبت باز می گردد . اکنون خازن از R1 تخلیه می شود و در جهت
مثبت شروع به شارژ می کند .
این چرخه در طول زمان تکرار می شود و نتیجه یک موج مربعی است که بین +Vcc و -Vcc در خروجی opamp در نوسان است.
اگر مقادیر R2 و R3 برابر باشند، فرکانس موج مربع را می توان با استفاده از معادله زیر بیان کرد: F=1 / (2.1976 R1C1)
یکپارچه ساز :
قسمت بعدی مولد موج مثلثی انتگرالگر opamp است. به جای استفاده از یک انتگرال RC غیرفعال ساده، یک انتگرالگر فعال مبتنی بر opamp در اینجا
استفاده می شود.
IC opamp مورد استفاده در این مرحله نیز uA741 (IC2) است. مقاومت R5 در ارتباط با R4 بهره انتگرال را تنظیم می کند و مقاومت R5 در ارتباط
با C2 پهنای باند را تعیین می کند. سیگنال موج مربعی از طریق مقاومت ورودی R4 به ورودی معکوس opamp اعمال می شود.
قسمت یکپارچه ساز opamp مدار در شکل زیر نشان داده شده است.
فرض کنید سمت مثبت موج مربعی ابتدا روی انتگرال اعمال می شود. خازن C2 مقاومت بسیار کمی را در برابر این شلیک ناگهانی در ورودی ارائه
می دهد و C2 چیزی شبیه یک اتصال کوتاه عمل می کند. مقاومت فیدبک R5 متصل به موازات C2 را می توان کنار گذاشت زیرا مقاومت R5 در حال
حاضر تقریباً صفر است. مقدار جدی جریان از مقاومت ورودی R4 عبور می کند و خازن C2 تمام این جریان ها را دور می زند. در نتیجه ترمینال ورودی
معکوس (با برچسب A) opamp مانند یک زمین مجازی رفتار می کند زیرا تمام جریانی که به آن می ریزد توسط خازن C2 تخلیه می شود.
بهره کل مدار (Xc2/R4) بسیار کم و کل بهره ولتاژ مدار نزدیک به صفر خواهد بود.
پس از این "لگد" اولیه خازن شروع به شارژ می کند و با جریان ورودی که از مقاومت ورودی R4 عبور می کند مخالفت ایجاد می کند. بازخورد منفی،
opamp را وادار می کند تا ولتاژی را در خروجی تولید کند تا زمین مجازی را در ورودی معکوس حفظ کند. از آنجایی که خازن در حال شارژ است،
امپدانس Xc آن افزایش می یابد و بهره Xc2/R4 نیز افزایش می یابد.
این منجر به یک سطح شیب دار در خروجی opamp می شود که با نرخی متناسب با ثابت زمانی RC (T=R4C2) افزایش می یابد و دامنه این رمپ تا
زمانی که خازن به طور کامل شارژ شود افزایش می یابد.
هنگامی که ورودی به انتگرال ( موج مربع ) به اوج منفی می رسد، خازن به سرعت از طریق مقاومت ورودی R4 تخلیه می شود و شروع به شارژ در قطب
مخالف می کند. اکنون شرایط برعکس شده و خروجی opamp یک رمپ خواهد بود که با نرخی متناسب با ثابت زمانی R4R2 به سمت منفی می رود.
این چرخه تکرار می شود و نتیجه یک شکل موج مثلثی در خروجی انتگرالگر opamp خواهد بود.
موفق باشید.
نمودار مدار در شکل زیر نشان داده شده است.
برای دیدن لینک ها باید ثبت نام کنید
مولد موج مربعی :
مولد موج مربعی مبتنی بر یک opamp uA741 (IC1) است. مقاومت R1 و خازن C1 فرکانس موج مربع را تعیین می کند. مقاومت R2 و R3 یک
تقسیم کننده ولتاژ را تشکیل می دهد که بخش ثابتی از خروجی را به ورودی غیر معکوس IC بازخورد می دهد.
در ابتدا، هنگامی که برق اعمال نمی شود، ولتاژ در خازن C1 0 است. هنگامی که منبع تغذیه روشن است، C1 شروع به شارژ شدن از طریق مقاومت
R1 می کند و خروجی opamp بالا خواهد بود (+Vcc). کسری از این ولتاژ بالا توسط شبکه مقاومتی R2, R3 به پین غیر معکوس باز می گردد.
هنگامی که ولتاژ در خازن شارژ به نقطه‌ای افزایش می‌یابد که ولتاژ پایه معکوس بالاتر از پایه غیر معکوس باشد، خروجی opamp به اشباع منفی
(-Vcc) تغییر می‌کند. خازن به سرعت از طریق R1 تخلیه می شود و دوباره از طریق R1 در جهت منفی شروع به شارژ می کند. اکنون کسری از خروجی
بالا منفی (-Vcc) توسط شبکه بازخورد R2، R3 به پین غیر معکوس بازگردانده می شود. هنگامی که ولتاژ دو طرف خازن آنقدر منفی می شود که ولتاژ در
پایه معکوس کمتر از ولتاژ پایه غیر معکوس است، خروجی opamp به حالت اشباع مثبت باز می گردد . اکنون خازن از R1 تخلیه می شود و در جهت
مثبت شروع به شارژ می کند .
این چرخه در طول زمان تکرار می شود و نتیجه یک موج مربعی است که بین +Vcc و -Vcc در خروجی opamp در نوسان است.
اگر مقادیر R2 و R3 برابر باشند، فرکانس موج مربع را می توان با استفاده از معادله زیر بیان کرد: F=1 / (2.1976 R1C1)
یکپارچه ساز :
قسمت بعدی مولد موج مثلثی انتگرالگر opamp است. به جای استفاده از یک انتگرال RC غیرفعال ساده، یک انتگرالگر فعال مبتنی بر opamp در اینجا
استفاده می شود.
IC opamp مورد استفاده در این مرحله نیز uA741 (IC2) است. مقاومت R5 در ارتباط با R4 بهره انتگرال را تنظیم می کند و مقاومت R5 در ارتباط
با C2 پهنای باند را تعیین می کند. سیگنال موج مربعی از طریق مقاومت ورودی R4 به ورودی معکوس opamp اعمال می شود.
قسمت یکپارچه ساز opamp مدار در شکل زیر نشان داده شده است.
برای دیدن تصاویر باید ثبت نام کنید
می دهد و C2 چیزی شبیه یک اتصال کوتاه عمل می کند. مقاومت فیدبک R5 متصل به موازات C2 را می توان کنار گذاشت زیرا مقاومت R5 در حال
حاضر تقریباً صفر است. مقدار جدی جریان از مقاومت ورودی R4 عبور می کند و خازن C2 تمام این جریان ها را دور می زند. در نتیجه ترمینال ورودی
معکوس (با برچسب A) opamp مانند یک زمین مجازی رفتار می کند زیرا تمام جریانی که به آن می ریزد توسط خازن C2 تخلیه می شود.
بهره کل مدار (Xc2/R4) بسیار کم و کل بهره ولتاژ مدار نزدیک به صفر خواهد بود.
پس از این "لگد" اولیه خازن شروع به شارژ می کند و با جریان ورودی که از مقاومت ورودی R4 عبور می کند مخالفت ایجاد می کند. بازخورد منفی،
opamp را وادار می کند تا ولتاژی را در خروجی تولید کند تا زمین مجازی را در ورودی معکوس حفظ کند. از آنجایی که خازن در حال شارژ است،
امپدانس Xc آن افزایش می یابد و بهره Xc2/R4 نیز افزایش می یابد.
این منجر به یک سطح شیب دار در خروجی opamp می شود که با نرخی متناسب با ثابت زمانی RC (T=R4C2) افزایش می یابد و دامنه این رمپ تا
زمانی که خازن به طور کامل شارژ شود افزایش می یابد.
هنگامی که ورودی به انتگرال ( موج مربع ) به اوج منفی می رسد، خازن به سرعت از طریق مقاومت ورودی R4 تخلیه می شود و شروع به شارژ در قطب
مخالف می کند. اکنون شرایط برعکس شده و خروجی opamp یک رمپ خواهد بود که با نرخی متناسب با ثابت زمانی R4R2 به سمت منفی می رود.
این چرخه تکرار می شود و نتیجه یک شکل موج مثلثی در خروجی انتگرالگر opamp خواهد بود.
موفق باشید.
این مقاله صرفا جهت انجمن تهیه شده و کپی و انتشار آن به هر نحو منوط به ذکر منبع است.