| CATEGORII DOCUMENTE |
| Aeronautica | Comunicatii | Electronica electricitate | Merceologie | Tehnica mecanica |
Circuitele basculante sunt circuite electronice caracterizate prin faptul ca iesrea acestuia, in conditii precizate, efectueaza tranzitii intre doua stari, una caracteizata printr-un nivel jos de tensiune (L- low) iar cealalta caractrizata printr-un nivel de tensiune mare ( H - high).
Nivelul L este apropiat de valarea tensiunii negativede alimentare a circuitului, iar daca alimentarea de curent continuu este cu o singura sursa nivelul este apropiat de potentislul mssei circuitului.
Nivelul H este apropiat de valarea tensiunii pozitive de alimentare a circuitului.
Nivelele L si H de tensiune sunt asociate valorilor logice binare zero logic si respectiv unu logic.
Spunem ca circuitul este bistabil daca tranzitia dintr-o stare in alta a iesirii are loc numai sub actiunea unui impuls numit impuls de basculare.
Impulsul de basculare reprezinta o tranzitie pozitiva (tensiunea creste) sau o tranzitie negativa a semnalului aplicat la intrarea circuitului.
Cicuitul este basculant astabil (CBA) daca tranzitia iesirii de la o stare la alta are loc la momente de timp stabilite de elementele fizice ale circuitului, fara ca sa fie necesara aplicarea vreunui inpuls de basculare. Circuitul genereaza la iesire oscilatii cu forma de unda dreptunghiulara.
Daca generarea oscilatiilor incepe imediat ce se conecteaza sursa de alimentare circuitul este necomandat, sau independent.
CBA este comandat daca generarea oscilatiilor are loc numai daca circuitul primeste un semnal de comanda.
Circuitul basculant monostabil (CBM) este un circuit cu o singura stare a iesirii stabila a doua stare fiind cvasistationara.
Conectarea sursei de alimentare determina starea stabila a circuitului.
Tranzitia iesirii in starea cvasistationara se face numai la tranzitia intrarii de semnal a circuitului din L in H sau invers.
Timpul in care iesirea se afla in starea cvasistationara este, in mod normal stabilit de elementele fizice ale circuitului. Dupa expirarea acestui timp circuitul revine cu iesirea la starea stationara.
CBM este resetabil daca starea cvasistationara poate fi intrerupta prin intrmediul unui semnal de comanda, semnal aplicat unei intrari numitade resetare. Imediat ce circuitul primeste un semnal de resetare, isi modifica starea iesirii si, revine la starea stationara.
Fig. 5.1.
CBM este retrigerabil sau, altfel spus, poate functiona in regim de redeclansare, daca nu pierde nici un impuls aplicat intrarii de semnal in intervalul de timp cat iesirea se afla in starea cvasistationara.
In mod normal, in cazul circuitelor neretrigerabile semnal de basculare care se aplica in intervalul starii cvasistationare nu determina nici o modificare a starii circuitului - semnalul este ignorat.
In cazul circuitelor retrigerabile semnal de basculare care se aplica in intervalul starii cvasistationare determina initializarea timpului cat iesirea va fi in starea cvasistationara (iesirea ramane in starea cvasistationara in continuare inca un interval de timp). Se prelungeste astfel timpul cat iesirea circuitului se afla in starea cvasistationara, fata de timpul pe care il impun elementele fizice ale circuitului.
Figura 1 contine pinii circuitului integrat asociati Vi - intrarii de semnal, RST - intrarii de resetare, RTG - intrarii care stabileste modul de lucru al CBM (normal pentru RTG=L sau retrigerabil pentru RTG=H), V0 - iesirea circuitului si elementele R, C care stabilesc durata regimului cvasistationar.
Circuitul Trigger Schmitt (CTG) este ca si circuitul basculant monostabil un circuit cu o singura stare stabila a iesirii. Timpul cat iesirea circuitului se afla in starea cvasistationara este stabilit de valoarea tensiunii aplicate la intrarea de semnal (la CBM timpul cat se afla in starea cvasistationara este impus de elementele fizice).
In figura 2 este prezentata caracteristica de transfer a CTG.
Fig. 5.2.
Iesirea circuitului este in V0L cat timp semnalul de la intrare este Vi < ViH.
Bascularea iesirii din V0L in V0H are loc la Vi = ViH.
Chiar daca Vi scade sub ViH iesirea se mentine in V0H , pana cand Vi scade sub ViL cand are loc bascularea din V0H in V0L.
Se constata ca circuitul are o caracteristica de transfer cu histerezis.
In figura 3 este prezentata schema de principiu a unui CBA cu amplificator operational cu alimentare bipolara.
Fig. 5.3.
In figura 4 sunt prezentate formele de unda asociate CBA din figura 3.
Tensiunea la intrarea neinversoare este fixata de cele doua rezistoare
k V0H = +k Vss pentru V+ > V-
V+ =
k V0L = -k Vss pentru V+ < V-
Deoarece AO are o reactie pozitiva prin R2 si R3 , procesul de modificare a iesirii, la schimbarea conditiilor de la intrarea circuitului, este foarte rapid. Tensiunea de la iesirea AO va avea doua valori distincte si anume
V0H = +Vss (pentru V+ > V-) si V0L = -Vss (pentru V+ < V-).
Conectarea sursei de alimentare determina stabilirea iesirii
circuitului intr-una din cele doua stari. Fie acea stare V0
= V0H = Vss 
V+ = kVss
si
V- = 0 condensatorul C se
incarca, prin R, de la V0.
Tendinta condensatorului este sa se incarce pana la V0
= V0H = Vss , dar
incarcarea se opreste la k Vss pentru ca VC = V-
. S-au schimbat conditiile de la
intrare V+ < V- bascularea
iesirii din starea V0H in V0L.
La acest moment de timp condensatorul este incarcat la valoarea VC = kVss si este conectat cu o armatura la masa iar cu cea pozitiva la V0 = -VSS.
Incepe procesul de descarcare a sarcinii pozitive si de incarcare cu sarcina negativa, incarcare care se opreste cand VC = - k Vss, pentru ca V+ > V-
si se produce bascularea iesirii in starea V0 = V0H = Vss .
Atat la incarcare cat si la descarcare, circuitul fiind acelasi, procesul va avea aceeasi constanta de timp t = RC si aceeasi ecuatie
La incarcarea condensatorului avem
VCI = -kVss,
VCF = Vss,
iar procesul se opreste la T1 cand VC = +kVss.
La descarcarea condensatorului avem
VCI = kVss,
VCF = -Vss,
iar procesul se opreste la T2 cand VC = -kVss.
Din conditiile de oprire se obtin cei doi timpi
unde T este perioada semnalului dreptunghiular generat.
Se constata ca factorul de umplere este de 50%,
Pentru ca sa obtinem o unda dreptunghiulara cu alt factor de umplere se recurge la separarea circuitului de incarcare de circuitul de descarcare, ca in figura
Fig. 5.5.
Daca tensiunea de la iesire este la valoarea Vss condensatorul se incarca prin R1+ , ca in figura 6, deoarece D+ este in conductie iar D- este blocata. Cand tensiunea la iesirea circuitului este negativa dioda D- este in conductie.
Constantele de timp sunt
la incarcarea condensatorului catre valori pozitive ale tensiunii
, 
,
la incarcarea condensatorului catre valori negative ale tensiunii
, 
.
Fig. 5.6.
In figura 7 este prezentata o modalitate de a forma un circuit basculant monostabil cu ajutorul unui amplificator operational.
Amplificatorul operational avand o reactie pozitiva, accepta la iesire numai valorile sursei de alimentare si anume V0H = +V , V0L = -V.
Daca tensiunea de la iesirea montajului este pozitiva (V0H = +V) dioda D2 este in conductie, dar si dioda D1 este in conductie si impune tensiunea de pe condensator la valoarea VC = VD1 = 0,7 V. Tensiunea pe intrarea inversoare este egala cu tensiunea de pe condensator V- = VC = 0,7 V.
Divizorul de tensiune, realizat cu rezistoarele egale, R3 stabileste la intrarea neinversoare V+ un potential egal cu jumatatea tensiunii de iesire.
Deoarece V+ > V- rezulta ca starea stabila a circuitului este cu iesirea in starea V0 = V0H = +V.
Fig. 5.7.
Circuitul mentine iesirea in starea stationara un timp indefinit daca nu se modifica conditiile de la intrarea amplificatorului operational, anume atat timp cat V+ > V-.
Pentru ca circuitul sa basculeze in starea
nestationara se impune ca tensiunea aplicata la intrare sa
conduca la V+ < V- , ceea ce se intampla
daca 
pentru
ca initial avem
V- = VD1 = 0,7 V si 
pentru 
vom
avea
V- = VD1 = 0,7 V si V+ = - 0,75 V,
Ceea ce va determina bascularea iesirii in
starea V0 = V0L 
.
Bascularea, datorita reactiei pozitive, are intr-un timp foarte scurt, ca in figura 8.
Condensatorul va fi cuplat, prin rezistorul R1 la tensiunea negativa de la iesirea circuitului. Diodele D1 si D2 fiind blocate incepe procesul de incarcare, cu tensiune negativa a condensatorului.
Fig. 5.8.
Circuitul, in starea nestationara are iesirea la potentialul
negativ al sursei de alimentare V0 = V0L .si tensiunea la intrarea neinversoare va fi 
.
Tensiunea de la care pleaca incarcarea este VCi = VD = 0,7 V, cu tendinta de a ajunge la valoarea finala VCf = - V.
Ecuatia tensiunii de pe condensator este
Procesul de incarcare se opreste cand tensiunea de pe condensator
determina o valoare a tensiunii pe intrarea inversoare V- < , la t = Td.
Se inlocuieste aceasta conditie in ecuatia tensiunii de pe condensator
Imediat ce se incheie regimul nestationar,
dupa timpul Td , circuitul basculeaza in starea de regim
permanent, cu iesirea la V0H = +V 
si 
.
Condensatorul va fi cuplat, prin rezistorul R2
si dioda D2 la tensiunea pozitiva de la iesirea
circuitului, avand tendinta sa se incarce la aceasta valoare de
tensiune 
, de la valoarea initiala 
. Procesul de incarcare se incheie
cand dioda D1 intra in conductie, adica cand 
, dupa un interval de timp Ti
.
Timpul de revenire Ti se deduce din conditia de mai sus
.
Constatam ca circuitul basculeaza dupa ce tensiunea pe
condensator revine in starea de regim permanent, ceea ce inseamna ca
un nou impuls de basculare poate fi aplicat dupa un timp 
.
In figura 9 este prezentata schema de principiu a unui circuit basculant Trigger Schmitt (TG) realizat cu un amplificator operational.
Fig. 5.9.
Circuitul are doua intrari dintre care la una, notata cu VI se aplica semnalul de intrare, iar la cealalta se aplica o tensiune de referinta , notata in figura cu VR.
Schema este prevazuta cu o retea de reactie pozitiva, ceea ce inseamna ca bascularea circuitului se face intr-un timp foarte scurt si ca la intrarea neinversoare se aplica un semnal de la iesirea circuitului.
Considerand ca intrarile circuitului absorb un curent foarte mic, curentul furnizat de sursa de semnal VR are expresia
determina potentialul bornei neinversoare
.
Tensiunea la iesirea circuitului accepta doua valori discrete, pentru care se obtin doua valori ale tensiunii aplicate bornei neinversoare
Pentru V0 = V0H = +V avem
,
iar pentru V0 = V0L = -V avem
,
valori care determina pragurile de basculare.
Fig. 5.10.
In figura 10 sunt prezentate formele de unda ale tensiunii de iesire pentru un semnal de intrare dat.
Prezenta tensiunii pozitive VR, in lipsa semnalului aplicat la intrare determina starea stabila a circuitului si anume cu iesirea V0 = V0H=+V.
La intrarea neinversoare se regaseste tensiunea
.
Pentru ca circuitul sa basculeze se impune ca semnalul de la intrare sa fie mai mare ca valoarea precizata, deoarece V- = VI, determinand astfel inegalitatea V+ < V- . Notam V1 = VI tensiunea care determina bascularea montajului din starea H in starea L si introducem aceasta notatie in conditia de basculare
.
Bascularea inversa a montajului are loc daca tensiunea de la intrare scade suficient pentru ca sa fie indeplinita conditia V+ > V- . Daca notam respectiva tensiune de intrare cu VI = V2 , din conditia de basculare din starea L in starea H a iesirii se obtine expresia
.
Daca se noteaza raportul
,
cele doua tensiuni de basculare se pot exprima sub forma
, pentru bascularea din H in L si
, pentru bascularea
din L in H.
De notat ca starea stabila, in lipsa semnalului la intrare, este starea H, adica V0 = +V.
In continuare sunt prezentate cateva exemple numerice pentru aceeasi
valoare a factorului 
.
Ex. 1. Pentru V = +5V, -V = -5V, VR = +5V se obtin pragurile de baculare
V1 = +5V, V2 = +2,5V.
Ex. 2. Pentru V = +5V, -V = 0V, VR = +5V se obtin pragurile de baculare
V1 = +5V, V2 = +3,75V.
Monostabilul are o intrare patru intrari care sunt conectate prin intermediul unei logici combinationale la intrarea de basculare a unui bistabil. Intrarile notate cu E si B determina semnalul de basculare a CBB notat cu C, conform ecuatiei
C=(Ē1+ Ē2)B1B2 .
Iesirea circuitului basculant bistabil F comanda declansarea unui circuit basculant monostabil normal, a carui iesire o notam cu G.
Iesirea circuitului basculant monostabil retrigerabil are functia logica
,
care spune ca pe toata durata incarcarii condensatorului din structura CBM iesirea circuitului este mentinuta in starea H fie de iesirea CBB fie de iesirea negata a monostabilului.
In figura 11 este prezentata schema de principiu a unui circuit basculant astabil realizat cu doi tranzistori bipolari cu cuplaj prin condensator intre colectorul unuia si baza celuilalt.
Circuitul are doua stari stationare: T1 blocat, T2 saturat si invers. Prezenta buclei de reactie pozitiva provoaca trecerea in avalansa dintr-o stare in cealalta. In figura 12 sunt prezentate formele de unda ale semnalelor circuitului astabil cu cuplaje colector-baza.
Fig. 5.11.
Se considera ca inainte de t = t0, tranzistorul T2 conduce la saturatie, iar T1 este blocat.
Condensatorul C1 se incarca prin R1 si T2, printr-un curent care se inchide de la colector catre emitor, iar tensiunea de pe condensator tinde sa ajunga la valoarea tensiunii sursei de alimentare +VCC.
In momentul t = t0, tensiunea de polarizare a bazei vb1 tranziatorului T1 atinge valoarea tensiunii de conductie. Tranzistorul T1 incepe sa conduca curent care creste pana la saturatie (tranzistorul se satureaza).
Tensiunea vc1 scade brusc, iar aceasta scadere se transmite pe baza lui T2 blocandu-l. Tensiunea pe colectorul acestuia creste brusc, iar aceasta crestere se transmite pe baza lui T1 dand nastere unui varf de tensiune.
In momentul t = T2, tensiunea vb2 atinge potentialul de conductie al tranzistorului T2 si tranzistorul T2 intra in stare de conductie. Se produce bascularea in urma careia T1 se blocheaza si T2 intra in saturatie.
Dupa t = T2, tensiunea vb1 creste exponential cu constanta de timp R1C1, tinzand spre +VCC.
Duratele aproximative ale celor doua stari cvasistationare se determina cu relatiile urmatoare
T1 = R1C1 ln2 = 0,69 R1C1,
T2 = R2C2 ln2 = 0,69 R2C2.
Perioada impulsurilor este suma celor doua intervale
TA = T1 + T2 = 0,69 (R1C1 + R2C2).
Daca R1 = R2 = R si C1 = C2 = C, avem T1 = T2 = 0,69 RC si
TA = 1,38 RC.
Fig. 5.12.
Frecventa de oscilatie poate fi stabilita, cu ajutorul elementelor RC,de la cativa Hz la cativa MHz.
Daca se cere o reglare a frecventei, rezistoarele R1 si R2 se vor conecta la o tensiune continua reglabila, VP si nu la VCC.
In acest caz durata aproximativa a perioadei impulsurilor in cazul schemei simetrice este
.
NOTA. Relatiile de mai sus sunt valabile daca ICBO1R << VCC,
ICBO2R << VCC.
Amplificatoarele Noton sunt amplificatoare de transconductanta, factorul de amplificare specific fiind dat de tensiunea de iesire raportata la diferenta curentilor aplicati la intrarile circuitului.
Fata de amplificatoarele operationale prezinta avantajul ca nu necesita alimentarea bipolara - este suficienta o sursa de curent continuu pozitiva in raport cu potentialul masei.
Datorita faptului ca intrarile circuitului sunt in curent, la fiecare intrare se gaseste intrarea (baza) unui tranzistor care intrare trebuie polarizata in conductie cu o sursa de curent continuu. Acesta este, de fapt un dezavantaj fata de amplificatorul operational bipolar care nu necesita polarizarea intrarilor.
In figura 13 este prezentata schema de principiu a unui circuit basculant astabil cu amplificator Norton (spre exemplu cu LM3900). Iesirea circuitului V0 are valorile discrete V0L = 0V si
V0H = +V.
Intrarea neinversoare este polarizata prin divizorul de tensiune format din R2 si R3, iar intrarea inversoare preia tensiune de polarizare din tensiunea de pe condensator.
Pentru ca la intrarea circuitului se compara doi curenti se impune ca variatia tensiunii de pe condensator (datorata schimbarii starii iesirii) sa fie convertita in variatia unui curent la intrarea inversoare.
Conversia tensiune - curent se realizeaza cu rezistenta R4.
Fig. 5.13.
Curentul la intrarea neinversoare este fixat de sursa de curent continuu la
valoarea 
.
Curentul la intrarea inversoare este determinat de valoarea ensiunii de pe condensator 
.
Daca 
tensiunea de la iesire este la V0 = +V
si condensatorul se incarca catre aceasta valoare a
tensiunii, prin rezistorul R1 
curentul pe intrarea inversoare creste. Dupa un
timp, dat de constanta de timp de incarcare, curentul diferential
devine negativ (
) si iesirea basculeaza in starea V0L
= 0V. Condensatorul este incarcat si incepe procesul de
descarcare, tot prin rezistenta R1.
Se constata ca forma de unda generata are timpi egali de mentinere a starilor.
Pentru generarea oscilatiilor se folosesc atat circuite logice TTL cat si circuite logice MOS.
In afara valorii sursei de curent continuu de alimentare a circuitului (la TTL VCC = +5V, iar la MOS alimentarea de curent continuu VCC are un domeniu de tensiuni permise - spre exemplu 3V,,18V) , pentru astfel de aplicatii este importanta valoarea tensiunii de taiere definita drept tensiunea de intrare care separa cele doua nivele logice de la iesirea circuitului.
Tensiunea de intrare (tensiunea de taiere
) la care se schimba starea iesirii este VT = 1,4V la
circuitele TTL si 
la circuitele MOS.
In figura 14 este prezentata schema unui circuit basculant astabil realizata cu doua inversoare MOS.
Fig. 5.14.
Formele de unda asociate circuitului astabil cu inversoare sunt prezentate in figura 1
Starile iesirii depinde de potentialul punctului B, care determina intrarea CI2 si in consecinta iesirea circuitului. Avem urmatoarele stari
Tensiunea pe condensator si tensiunea de iesire determina potentialul punctului B. Din figura 15 se poate exprima potentialul
.
Fig. 5.15.
Daca VB < VT
potentialul punctului B mai poate fi exprimat, tinand seama de
definitia curentului prin condensator( 
), prin ecuatia
diferentiala
pe condensator este 
(pentru ca
curentul
s-a anulat) 
. Curentul de incarcare fiind nul rezulta ca
condensatorul este incarcat cu tensiunea maxima
.
τ =RC , iar potentialul punctului B , VB
scade de la 
la 
.
Cand VB < VT are loc tranzitia iesirii din V0H in V0L.
Condensatorul era incarcat la si se
incarca cu polaritatea inversa 
.
Incepe procesul de descarcare de sarcina negativa cand VB revine la si are loc un nou salt al tensiunii de la iesire.
In figura 16 este prezentata una din posibilitatile de realizare a unui generator cu forma de unda dreptunghiulara care are in componenta un circuit logic SI.
Fig. 5.16.
Generatoarele de tensiune liniar variabila in timp ca, de altfel, si generatoarele de curent variabil stabilesc la iesire o forma de unda periodica, ca in figura 18, liniar crescatoare in intervalul de timp Tu si scazatoare in intervalul de timp Ti.
In cele mai multe aplicatii liniaritatea formei de unda este impusa pe durata cursei directe ( in intervalul Tu), in cazul cursei inverse sau a cursei de intoarcere ( pe durata Ti) forma de unda putand sa nu fie liniara.
Fig. 5.19.
Circuitele generatoare reale de TLV nu pot decat sa aproximeze, ca in figura 19 , tensiunea liniara cu o curba cat mai liniara. Neliniaritatea se exprima prin raportul dintre abaterea maxima fata de valoarea corecta
,
numit coeficient de neliniaritate.
Daca forma de unda care aproximeaza segmentul de dreapta descris de ecuatia
,
este exponentiala, de forma
se poate stabili expresia coeficientului de neliniaritate, ca mai jos.
Cele doua curbe trebuie sa se intersecteze la Tu
.
Diferenta dintre cele doua curbe
,
este maxima (maxim aflat prin anularea derivatei) la
, unde coeficientul de neliniaritate are expresia
.
In expresia coeficientului de
neliniaritate intervin VM valoarea maxima a tensiunii liniare (
la 
) si valoarea maxima VCC a tensiunii catre care
tinde ecuatia exponentiala de aproximare - care ecuatie
este de fapt ecuatia tensiunii de pe un condensator C conectat printr-o
rezistenta R la sursa de alimentare VCC.
Constanta de timp a circuitului RC este stabilita de durata Tu a cursei directe iar valoarea maxima VM si eroarea impune sursa de alimentare .
Generatoarele de tensiune liniar variabila in timp pot fi realizate
pe baza unor comutatoare care sa comute intre regimurile de incarcare si descarcare a unui condensator;
cu reactie negativa de tensiune;
cu reactie pozitiva de tensiune.
TLV cu circuit simplu de incarcare
Generatorul din figura 20 are in componenta un comutator, realizat cu tranzistorul bipolar T, care comuta condensatorul C intre sursa de alimentare VCC si masa circuitului.
Rezistoarele RB permit polarizarea in conductie sau blocare a tranzistorului de catre tensiunea aplicata la intrare, iar rezistenta RL este rezistenta de intrare a etajului urmator sau, chiar este rezistenta de sarcina a generatorului.
Daca tensiunea de
intrare Vi , din figura 21, are valori pozitive mari tranzistorul T
este saturat si tensiunea de pe condensator este la o valoare mica
(de aproximativ 
0,2V) si anume este egala cu tensiunea de
saturatie a tranyistorului
.
Prin aplicarea unei tensiuni negative tranzistorul se blocheaza si condensatorul este conectat, prin rezistorul R, la sursa de alimentare +VCC si incepe procesul de incarcare al condensatorului.
Curentul prin rezistorul R este
.
Se noteaza
Considerand ca avem o incarcare a condensatorului de la VCi = VCes = 0 la valoarea finala, data de divizorul R si RL al tensiunii de alimentare
,
ecuatia diferentiala
are solutia
.
Timpul de crestere Tu este o functie de valoarea maxima a tensiunii acceptate VM pe condensator.
Timpul de revenire Ti incepe odata cu saturarea tranzistorului.
Condensatorul se descarca de sarcina prin rezistenta mica a tranzistorului saturat in paralel cu rezistenta de sarcina RL.
Daca acceptam ca descarcarea este la curent constant si anume la curentul de colector impus de tensiunea aplicata pe baza
timpul de intoarcere este
S-a notat cu IB curentul injectat in baza si cu hf factorul de amplificare in curent al tranzistorului.
TLV cu circuit simplu de incarcare la curent constant
In figura 22 este prezentata schema de principiu a unui generator de TLV la care incarcarea condensatorului C ,pe durata cursei utile Tu, se face la curent constant.
La inceputul cursei directe tensiunea de comanda Vi este pozitiva, ca in figura 23, tinand blocat tranzistorul T1 (de tipul PNP!).
Tranzitia la valori negative a tensiunii Vi determina
saturarea tranzistorului T1 si condensatorul se incarca,
pe durata cursei inverse, prin curentul de colector al T1 la
tensiunea negativa 
.
Tranzitia la valori pozitive ale tensiunii Vi determina blocarea tranzistorului T1, asa incat in colectorul tranzistorului T2 se aplica tensiunea negativa VCi de pe condensatorul C iar in emitorul acestuia se gaseste sursa VEE pozitiva de curent continuu.
Pe durata cursei directe condensatorul se descarca de sarcina negativa si se incarca cu sarcina pozitiva (pana la valoarea de 0,7V) prin curentul furnizat de tranzistorul T2.
Circuitul de incarcare al condensatorului, pe durata cursei directe Tu, este prezentat in figura 24.
Curentii pot fi exprimati prin relatiile
Intre curenti avem relatia
care determina ecuatia diferentiala a circuitului
a carei solutie depinde de valoarea initiala si de valoarea finala a tensiunii de pe condensator.
Valoarea finala este stabilita de divizorul rezistiv
,
asa incat solutia ecuatiei este
unde constanta de timp de incarcare este
Din conditia ca VC sa ajunga la VCf in timpul Tu se deduce expresia timpului in care are loc cursa directa.
Timpul de revenire este stabilit de tranzistorul T1 saturat si de rezistenta din colector, avand valoarea aproximativa
TLV cu reactie negativa de tensiune
In figura 25 este prezentata schema de principiu a unui generator TLV cu reactie negativa, cunoscut drept integrator Miller.
Conectarea intrarii V1 la sursa pozitiva E, determina o tensiune mai mare pe borna inversoare a AO decat pe borna neinversoare, asa incat tensiunea de la iesire V0 se modifica la potentialul sursei negative de alimentare a AO. Daca AO este alimentat intre masa si +V, atunci iesirea va avea potentialul masei, ca in figura 26.
Considerand curentul absorbit de AO foarte mic, dupa ce tensiunea de intrare a crescut la valoarea tensiunii E, avem
Daca se neglijeaza Vi fata de celelalte tensiuni si tinand seama de faptul ca V1 = E, avem
,
crescand in timpul cursei utile de la 0 la VM.
Timpul de creste se determina in functie de valoarea tensiunii aplicate la intrare si de constantele circuitului
Se constata ca tensiunea pe condensator, la incarcarea acestuia, are o variatie liniara in timp.
In figura 26 este prezentata schema completa a unui integrator Miller, obtinuta din schema din figura 25 in care s-a mai introdus, pe reteaua de reactie negativa o rezistenta notata R1 si catre masa rezistenta R2
Rolul rezistentei R1 ( de valoare mare) este sa aduca o tensiune de curent continuu de la iesirea amplificatorului la intrarea. Potentialul bornei inversoare se modifica si se evita saturarea amplificatorului operational de catre tensiunile mari aplicate la intrarea schemei.
Cand se aplica o tensiune de valoare mare la intrarea inversoare tensiunea diferentiala de intrare va fi mare si pentru ca factorul de amplificare este de valoare foarte mare rezulta ca iesirea va creste brusc la valoarea tensiunii de alimentare, fara sa mai urmareasca variatia tensiunii de la intrarea diferentiala.
Rezistenta R2 este introdusa in schema ca sa echilibreze intrarea AO, in sensul ca valoarea acesteia este calculata asa incat impedanta de intrare pe intrarea neinversoare sa fie egala cu impedanta de intrare pe intrarea inversoare.
Spre exemplu daca AO este de tipul μA741 alimentat cu tensiunea V=12V, pentru R=100kΩ si R1= 1MΩ se adopta R2=100kΩ. Tensiunea de intrare trebuie sa fie la valoarea E=5V.
Condensatorul se calculeaza in functie de durata cursei utile.
TLV cu reactie pozitiva de tensiune
In figura 28 este prezentata schema de principiu a unui generator TLV cu reactie pozitiva.
Fig. 5.28.
Schema din figura 28 contine in interiorul simbolului AO rezistenta Ri care este rezistenta interna a amplificatorului operational.
Daca comutatorul K este inchis la intrarea AO avem Vi = 0 ceea ce determina V0= 0.
Deschiderea comutatorului determina un curent de incarcare a condensatorului de la sursa de t.e.m. notata cu E.
Avem relatiile
Tinand seama de definitia factorului de amplificare si notand
se obtine ecuatia diferentiala
.
Daca se adopta valorile rezistentelor asa incat
,
se obtine o variatie liniara a tensiunii de la intrarea AO si de pe condensator.
Stabilirea factorului de amplificare A la valori convenabile se face introducand in schema amplificatorului o retea de reactie negativa.
In figura 29 este prezentata o schema completa de generator TLV cu reactie pozitiva.
Fig. 5.29.
Condensatorul C0 este de valoare mare asa incat tensiunea la care s-a incarcat nu se modifica in intervalul de comutare a schemei, ceea ce inseamna ca indeplineste functia sursei de t.e.m., notata cu E in figura 28.
Factorul de amplificare al AO este stabilit de reactia negativa
Elementele de reactie pozitiva au fost notate ca in schema de principiu respectiv cu R si C.
Comutatorul este realizat cu tranzistorul bipolar T, comandat in conductie (K inchis) sau in blocare (K deschis) de tensiunea de comanda VC.
Conditia de liniaritate a tensiunii devine
.
Condensatorul C se calculeaza din conditia de a asigura Tu.
Generatoarele de curent variabil (CLV) sunt utilizate, cu precadere la alimentarea bobinelor de deflexie magnetica a unui fascicul de electroni.
Deplasarea spotului are loc prin interactiunea dintre electronii care il compun (fascicul de electroni) si campul magnetic generat de o bobina prin care circula un curent liniar variabil in timp.
Inductivitatea bobinei de deflexie este L= 2,,10 mH iar rezistenta acesteia este R=1,,5Ω.
Deoarece frecventa baleiajului pe linii este relativ mare fH = 15625Hz, reactanta bobinei XL=2πfL >100Ω va fi mare in raport cu rezistenta serie a bobinei, motiv pentru care generatoarele de curent variabil care alimenteaza bobinele de defexie pe orizontala vor avea o sarcina pur inductiva.
Frecventa baleiajului pe cadre (pe verticala) este joasa ( 50Hz , 60 Hz iar in cazul monitoarelor poate ajunge la 100Hz) asa incat rectanta este comparabila cu rezistenta bobinei. In cazul baleiajului pe cadre sarcina generatorului CLV va fi rezistiv inductiva.
Oricare ar fi sarcina generatorul CLV trebuie sa furnizeze, pe cursa directa, un curent care depaseste 10A cu o variatie liniara atat pentru curenti negativi cat si pentru curenti pozitivi, ca in figura 30.
Deoarece nu conteaza forma de unda pe durata cursei inverse in cele mai multe scheme electronice cursa inversa este asigurata de procesul de variatie a curentului intr-un circuit oscilant LC, unde L este chiar bobina de deflexie. Se constata ca se foloseste numai o alternanta a curentului din circuitul oscilant, cealalta alternanta fiind blocata (in circuitele LC atat curentul cat si tensiunea au o variatie sinusoidala, amortizata de prezenta rezistentelor din circuit).
Cursa directa in televiziune pentru baleiajul
pe orizontala este 
, iar cursa inversa este 
.
Generatorul CLV are schema de principiu din figura 31, unde in paralel cu bobina de deflexie se afla un condensator pentru realizarea cursei inverse.
Fig. 5.31.
Presupunem ca la inceputul cursei directe Curentul prin bobina este maxim negativ iH = - IM si se inchide comutatorul K.
Deoarece condensatorul nu are rezistenta acesta se va incarca brusc la valoarea tensiunii sursei de alimentare VC = - E. In circuitul sursei va ramane numai inductivitatea. Conform legii inductiei electromagnetice avem
.
Prin integrarea relatiei se obtine
.
Constanta de integrare se determina din conditia initiala iH(0) = - IM, asa incat variatia curentului pe durata cursei directe este
.
La sfarsitul cursei directe (t = Tu) curentul este maxim pozitiv
.
Pe durata cursei directe curentul prin bobina si-a schimbat sensul si bobina a inmagazinat in campul sau magnetic o energie
.
Condensatorul este incarcat cu 
.
La incheierea cursei directe se deschide comutatorul K.
In circuit raman bobina in campul careia se gaseste energia Wm , prin care circula un curent pozitiv si condensatorul incarcat cu tensiune negativa.
Avem astfel un circuit oscilant LC. Inductivitatea va transfera energia condensatorului, in scopul mentinerii sensului curentului iar in etapa urmatoare condensatorul va transfera energia inapoi bobinei, prin schimbarea sensului curentului, ca in figura 32.
Tensiunea maxima pe condensator se obtine la anularea curentului, cand toata energia inductivitatii a fost transferata condensatorului. Avem
.
Tensiunea maxima pe condensator poate fi de 7,,10 ori mai mare ca tensiunea sursei de alimentare.
Din figura 32 se constata ca se executa numi o oscilatie a curentului, pentru ca imediat se comanda inchiderea comutatorului, asa incat avem o relatie de dimensionare a capacitatii
.
Neliniaritatea curbei, pe durata Tu, se exprima in functie de rezistentele circuitului
unde R0 este rezistenta interna a sursei E iar RH
este rezistenta bobinei de deflexie. Pentru 
neliniaritatea nu mai
este perceputa de ochi.
LA BH AR TRBUI INTRODUSA SCHEMA sau mai bine la TV in anul IV
IN CONTINUARE NETERMINAT
Pentru determinarea modului de variatie a
tensiunii la bornele bobinei de deflexie se considera circuitul din figura
19, care contine parametrii (
) ai bobinei de deflexie si 
- rezistenta
echivalenta a etajului de iesire (etaj care furnizeaza tensiunea de alimentare a bobinei).
Dar 
pe 
are forma
liniara:
Tensiunea necesara este:
Pe durata cursei nu conteaza forma curentului, el trebuie sa indeplineasca conditiile:
; 
; 
; 
Pentru tensiune constanta negativa (
) avem o variatie exponentiala a curentului:
care tinde catre valoarea finala 
.
; 
.
La Ti avem:
rezulta, pentru 
.
Fig. 5.20.
|
Politica de confidentialitate | Termeni si conditii de utilizare |
Vizualizari: 2559
Importanta: 
Termeni si conditii de utilizare | Contact
© SCRIGROUP 2024 . All rights reserved
