Impulsgenerator mit einzelnem Operationsverstärker und Diode

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Abbildung 1. Der grundlegende Relaxationsoszillator.

Wie es funktioniert:

• OUT ist anfangs niedrig, C1 entlädt sich und die Schwellenspannung Vt liegt bei 1/3 der Versorgung. (R1 und R2 bilden einen Halbversorgungsspannungsteiler, aber R3 ist parallel zu R2 und zieht ihn auf V1/3 herunter.)
• Wenn Vc unter V1/3 fällt, schaltet der Ausgang des Operationsverstärkers hoch, Vt wechselt zu 2/3 V1 und C1 beginnt mit dem Laden.
• Die Halbzykluszeit könnte grob angenähert werden durch$\tau = R4 \cdot C1 = 10k \cdot 1µ = 10 \ \mathrm{ms}$wenn der Kondensator von 0 auf 63 % aufgeladen wurde. Da es tatsächlich von 33 % auf 66 % aufgeladen wird, ist die Zeit etwas kürzer - etwa 7 ms in der Simulation unten.

Abbildung 2. Die aus Abbildung 1 erhaltenen Wellenformen.

Die einfachste Möglichkeit, das Tastverhältnis zu steuern, besteht darin, die Lade- und Entladezeiten unabhängig voneinander mit Dioden zu steuern, wie in Abbildung 3 gezeigt.

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Abbildung 3. Duty-Cycle-Steuerung mit Dioden.

Abbildung 4. Resultierende Simulation.

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Abbildung 5. Durch Hinzufügen eines Potentiometers kann das Tastverhältnis eingestellt werden, während die Frequenz einigermaßen stabil gehalten wird.

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Abbildung 6. Sie können auch eine der Dioden weglassen. In diesem Fall erfolgt das Entladen von C1 nur über R5, während das Laden über R5 und R4 erfolgt.

Es gibt einen nützlichen Rechner bei Must Calculate , der die Zeitkonstanten für Sie berechnet. Für das Timing meiner Abbildung 1 hat es 6,93 ms geklappt.

Sie können mit den CircuitLab-Simulationen spielen, indem Sie meine Frage "bearbeiten" und den Schaltplan bearbeiten. Speichern Sie sie nur nicht auf dem Weg nach draußen!

Beachten Sie, dass ich den Spannungsabfall der Dioden nicht in meine Berechnungen einbezogen habe. Es wird die Ergebnisse ein wenig beeinflussen, aber der Simulator sollte das für Sie übernehmen.