Что происходит, когда эта схема интегратора достигает насыщения?

Я пытаюсь понять синхронизацию схемы интегратора, особенно в точке насыщения операционного усилителя. Вот моя схема:

схема интегратора

Операционный усилитель имеет двойное питание +/-12В. Vinпредставляет собой прямоугольную волну в диапазоне от -5 В до + 5 В с рабочим циклом 50% и периодом 40 мс - достаточно медленным, чтобы Voutдостичь насыщения. Вот результат моделирования:

вывод моделирования

Вот мое понимание:

Через 6 мс операционный усилитель достигает отрицательного напряжения насыщения и больше не может поддерживать 0 В (виртуальную землю) на своем отрицательном входе. V(R3)по-прежнему составляет 5 В, поэтому ток течет C1(он не может течь на вход операционного усилителя с «бесконечным» импедансом). По мере накопления заряда C1его напряжение увеличивается, что означает, что через него протекает меньший ток R3.

По какой формуле рассчитывается время, необходимое для V(R3)падения до нуля? Это просто 5RC(что составляет 5 мс) и соответствует моделированию, или я должен принять во внимание тот факт, что на C1пластинах уже накоплен заряд из-за отрицательного напряжения при Vout?

Кроме того, что происходит при Vinизменении на -5 В (при 21 мс). По какой формуле рассчитывается время, необходимое для V-достижения нуля?

Ответы (1)

По какой формуле рассчитывается время, за которое V(R3) упадет до нуля? Это всего лишь 5RC (что составляет 5 мс) и соответствует моделированию, или я должен принять во внимание тот факт, что на пластинах C1 уже накоплен заряд из-за отрицательного напряжения на Vout?

Это экспоненциальная функция затухания, поэтому она никогда не достигает нуля. Вам просто нужно решить, насколько близко "достаточно близко". 5×RC — это время, которое требуется, чтобы быть в пределах 1% от своего конечного значения. 3×RC дает вам в пределах 5%. Первоначальный заряд не оказывает на это заметного влияния.

Общая формула такова: время, необходимое для того, чтобы кривая экспоненциального затухания находилась в пределах 1/N (мы говорим о доле разницы между начальным и конечным значениями) от конечного значения, равно

т "=" п ⁡ ( Н ) ⋅ т

где тау ( т ) — «постоянная времени», в данном случае равная RC. Итак, ln(20) = 3 и ln(100) = 4,6, которые мы обычно округляем до 5.

Кроме того, что происходит, когда Vin изменяется на -5V (на 21 мс). Какова формула для расчета времени, необходимого V- для достижения нуля?

Это только первая часть экспоненциального затухания, где значение достигает точки на полпути между начальным и конечным значениями. Как известно любому, кто использовал таймер 555, это 0,693×RC. (Поскольку ln(2) = 0,693147)

Что происходит, когда эта схема интегратора достигает насыщения?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v