Operatsion kuchaytirgichda bajarilgan relaksatsion generatorni tadqiq qilish

Operatsion kuchaytirgichda bajarilgan relaksatsion generatorni tadqiq qilish

Ishning maqsadi: Operatsion kuchaytirgichda bajarilgan klassik relaksatsion generatorni tadqiq qilish.


Nazariy ma’lumot
Relaksatsionniy generator deb keng spektrga ega garmonik bo‘lmagan tebranishlar generatoriga aytiladi. Tebranishlar generatorlari ko‘plab elektron qurilmalarning tarkibiy qismidir. Masalan, ular davriy ishlaydigan o‘lchov priborlarida (raqamli multimetrlar, ossillograflar), texnologik jarayonlarni o‘lchashda, kompyuter va uning tashqi qurilmalarida, har qanday raqamli priborda (hisoblagich, taymer, kalkulyator) va boshqalarda ishlatiladi.

Konkret qo‘llanilishi bo‘yicha tebranishlar generatorlaridan muntazam impulslar manbasi (raqamli tizimlarda "soat"), tayanch vaqt intervali (chastota o‘lchagichlarda), rostlanuvchi generator (tarqatgich va qabul qilgichlarning geterodinlarida), ma’lum shakldagi tebranishlar generatori (ossillograflarda) va boshqalar sifatida foydalaniladi.

E ng sodda generatorni quyidagi yo‘l bilan hosil qilish mumkin: kondensator rezistor (yoki tok manbasi) orqali zaryadlanadi, kondensatordagi kuchlanish ma’lum qiymatga yetganda razryadlanadi va bunday sikl davriy ravishda takrorlanadi. Buni EWB dasturida tekshirib ko‘rish mumkin (3.1-rasm). Sxema yig‘ilib ishga tushirilgandan keyin probel klavishasi ni davriy ravishda bosilsa tebranishlar hosil bo‘ladi.
3.1-rasm. Tebranishlar generatori

Tebranishlarni ta’minlash manbasining qutblarini davriy ravishda almashtirish yo‘li bilan ham hosil qilish mumkin. Bunday yo‘l bilan bajarilgan generatorlarga «relaksatsion generatorlar» deb ataladi. Ular sodda, arzon va mukammal loyihalanganda chastota bo‘yicha qoniqarli stabillikka ega bo‘lishi mumkin.

Ilgari relaksatsion generatorlarni tayyorlash uchun manfiy qarshilikka ega bo‘lgan priborlardan (masalan, bir o‘tishli tranzistorlar va neon lampalar) foydalanilgan, hozirgi vaqtda esa, afzalliklarga ega bo‘lganligi uchun, operatsion kuchaytirgichlar yoki maxsus integral sxemalar ishlatiladi.
Operatsion kuchaytirgich – bu juda katta kuchaytirish koeffitsiyentiga va nosimmetrik kirishga ega bo‘lgan differensial o‘zgarmas tok kuchaytirgichidir. Shartli belgisi (3.2-rasm) da ko‘rsatilgan, u ikkita kirish va bitta chiqishga ega, + bilan belgilangan karishi invertirlamaydigan va - bilan belgilangan kirishi invertirlaydigan kirish deb ataladi.

3.2-rasm. Operatsion kuchaytirgichning shartli belgisi

Operatsion kuchaytirgichning tashqi ko‘rinishi (3.3-rasm) da keltirilgan. Uning tashqi elementlarga ulanadigan oyoqchalari ikki qatorga joylashgan bo‘ladi. Korpusining ustidagi o‘yiq joyning yonidagi nuqtaga mos keluvchi oyoqcha birinchi oyoqcha bo‘ladi. Qolgan oyoqchalarning tartib raqamlari korpusning ustidan qaraganda soat strelkasiga teskari yo‘nalish bo‘yicha aniqlanadi (3.4-rasm).

3.3-rasm. Operatsion kuchaytirgichning tashqi ko‘rinishi

3.4-rasm. K140UD6 operatsion kuchaytirgichning oyoqchalari( yuqoridan ko‘rinishi) :
1-nolni o‘rnatish; 2-invertirlovchi kirish; 3-invertirlamaydigan kirish; 4-ta’minlash manbasi U (odatda 15V); 5-nolni o‘rnatish; 6-chiqish; 7- ta’minlash manbasi U+ (odatda +15V); 8-hech qayerga ulanmaydigan oyoqcha

3.5-rasm. Invertirlovchi kuchaytirgich

EWB dasturida yig‘ilgan invertirlovchi kuchaytirgichning sxemasi (20.5-rasm) da keltirilgan. Agar sxemaning kirishiga 1V kuchlanish berilsa uning chiqishida -10V kuchlanish hosil bo‘ladi, ya’ni, kuchaytirish koeffitsiyenti teskari ishora bilan olingan R2 (teskari bog‘lanish zanjiridagi) va R1(kirishdagi) qarshiliklarning nisbatiga bilan aniqlanadi.

Shmidt triggeri asosida bajarilgan relaksatsion generator

"Shmidt triggerlari" deb ataluvchi elektron sxemalarning o‘ziga xos xususiyati ularning uzatish xarakteristikasida (ya’ni chiqish va kirish signallari orasidagi bog‘lanishda) gisterezis halqasining mavjudligidir (3.6-rasm).

3.6-rasm. Gisterezis halqasi

Gisterezis halqasi hosil bo‘lishi uchun kuchaytirgich musbat teskari aloqaga ega bo‘lishi kerak (3.7-rasm). Sxemada musbat teskari aloqa R1 va R2 qarshiliklar yordamida hosil qilingan. Gisterezis halqasining kengligi ushbu qarshiliklarning nisbatiga bog‘liq.

20.7-rasm. Shmidt triggeri
Agar operatsion kuchaytirgichning musbat va manfiy chiqish kuchlanishlari sohalaridagi to‘yinish kuchlanishlari teng bo‘lsa (amalda shunday) gistrezis halqasi simmetrik bo‘ladi (3.8-rasm).

3.8-rasm. Gistrezis halqasi

Operatsion kuchaytirgichda bajarilgan relaksatsion generatorning prinsipial sxemasi (3.9-rasm) da keltirilgan. U operatsion kuchaytirgich, R, R1, R2 rezistorlar va S kondensatordan iborat.

3.9-rasm. Operatsion kuchaytirgichda bajarilgan relaksatsion generatorning prinsipial sxemasi

Ushbu sxema yordamida meandraga yaqin bo‘lgan to‘g‘ri burchakli signallar olinadi. Integrallovchi RC-zanjir operatsion kuchaytirgichning manfiy teskari aloqa zanjiriga ulangan. Uning yordamida operatsion kuchaytirgichning chiqishidagi to‘g‘ri burchakli signallar integrallanadi. Natijada operatsion kuchaytirgichning invertirlovchi kirishida Shmidt triggerining bo‘sag‘aviy kuchlanishiga teng bo‘lgan arrasimon signallar yuzaga keladi. Ular Shmidt triggerini gistreziz halqasi bo‘yicha ulab-uzadi.

Relaksatsion generatorning generatsiya chastotasini quyidagi ifodadan aniqlash mumkin

Generatsiya chastotasi operatsion kuchaytirgichning ta’minlash va to‘yinish kuchlanishlariga bog‘liq bo‘lmasligi sababli hosil qilinadigan tebranishlar yuqori barqarorlikka ega bo‘ladi.