Помогите понять схему пульсирующего светодиода

Я начал изучать операционные усилители, натолкнулся на эту схему и подумал, что смогу ее понять. Что меня сбивает с толку, так это то, как он пульсирует или меняется со временем? Источник предположительно батарея 9v, так что временная зависимость не оттуда. Я думал, может быть, это происходит из-за конденсаторов, но я могу только предположить, что конденсаторы действуют как короткое замыкание в нулевое время и действуют как разомкнутая цепь в бесконечность времени. Я знаю, что они связаны с длительностью импульсов, но я не знаю, как в техническом смысле. Как они заряжаются и разряжаются? Может быть, конденсаторы вызывают переключение между положительной и отрицательной обратной связью?

введите описание изображения здесь

Это очень плохо спроектированный генератор релаксации. Размещение такой большой нагрузки на операционном усилителе только для того, чтобы поставить полюс в нужное место, для меня пахнет методом проб и ошибок. И кстати. Один из этих конденсаторов на 2,2 мФ рано или поздно выйдет из строя.
Два конденсатора по 2,2 мФ кажутся мне ошибкой. Кроме нагрева выходного каскада операционного усилителя и уменьшения срока службы батареи, они не служат никакой цели. Я предполагаю, что это может иметь какое-то отношение к формированию линейной рампы, когда выходной каскад операционного усилителя находится в режиме ограничения тока, но - что -???

Ответы (3)

По сути, эта схема представляет собой релаксационный генератор, построенный с использованием операционного усилителя или компаратора и основанный на гистерезисе для генерации.

Если вы проигнорируете два конденсатора по 2,2 мФ, схема все равно будет работать.

Что касается остальной части схемы, то три резистора номиналом 10 кОм, подключенные к «+» входу операционного усилителя, во-первых, формируют смещение относительно среднего источника питания, поскольку у вас есть только одна шина питания, а во-вторых, добавляют некоторый гистерезис к схема. При изменении выходного сигнала напряжение смещения также будет меняться.

Затем происходит волшебство при взаимодействии этого гистерезиса с комбинацией резистора 10 кОм (я буду называть R1 ) и конденсатора 100 мкФ (я буду называть C1 ). R1 и C1 действуют как RC-цепь, которая в сочетании с гистерезисом обеспечивает колебание.

При t=0

Допустим, C1 разряжен, поэтому клемма «-» находится на уровне 0 В, а клемма «+» смещена на ~ 3 В или ~ 6 В в зависимости от выходного напряжения. Мы можем видеть в этом состоянии, что у нас есть положительная обратная связь, заставляющая выход высокий (клемма «+» находится намного выше клеммы «-»). Таким образом, при высоком уровне выхода наша клемма «+» смещена на 6 В.

При t=RC

В течение последнего периода времени RC C1 медленно заряжался через R1. После одной постоянной времени RC напряжение на C1 и, следовательно, на клемме «-» заряжается примерно до 6 В (на самом деле это занимает немного больше времени, но я буду игнорировать это для простоты).

Когда это условие достигнуто, клемма «-» становится выше, чем клемма «+». Это приводит к тому, что выход начинает колебаться вниз к 0. Из-за резистора обратной связи в цепи смещения это также приводит к тому, что напряжение смещения также начинает падать. Эта положительная обратная связь приводит к тому, что выходное напряжение падает до 0 В, а напряжение смещения падает до 3 В. C1 начинает разряжаться

При t=2RC

C1 разряжался через R1 из-за низкого выходного напряжения и теперь разряжен до ~ 3 В. Когда это происходит, напряжение на клемме «-» становится ниже напряжения на клемме «+».

Это приводит к тому, что выходное напряжение начинает снижаться до 9 В. Из-за резистора обратной связи в цепи смещения это также вызывает рост напряжения смещения. Эта положительная обратная связь вызывает скачок выходного напряжения до 9 В, а напряжение смещения снова возрастает до 6 В. C1 снова начинает заряжаться.

Далее процесс продолжается, формируя требуемое колебание.

Я считаю, что два конденсатора по 2,2 мФ добавлены, чтобы дать осциллятору толчок, чтобы начать работу, потенциально для преодоления эффекта вытягивания светодиодов. Однако я могу ошибаться в этом.

Я предполагаю, что конденсаторы 2,2 мФ неправильно показаны на схеме. Колпачки соединены встречно-параллельно (полярность обратная). Клеммы крышки, подключенные к +9 В, всегда будут более положительными, чем клеммы, подключенные к выходу операционного усилителя. Таким образом, одна крышка всегда будет иметь обратное смещение, что неприемлемо.
Да, с этими конденсаторами что-то не так, обычно подключение конденсатора от линии питания к выходу операционного усилителя вызывает проблемы. Интересно, о чем думал дизайнер.

Удалите 2 конденсатора с VDD на выход операционного усилителя.

С этой схемой проблем с запуском нет. Это стандартный двухконтурный операционный усилитель с треугольной и прямоугольной волной; «треугольная волна» находится на (-) входе операционного усилителя; прямоугольная волна - это выход операционного усилителя.

Я не согласен с ответом Тома. Это может помочь (закон Дейва): в схеме операционного усилителя с замкнутым контуром (как у вас) выход операционного усилителя будет делать все, что ему нужно, чтобы (попытаться) сделать (-) вход равным ( +) ввод. Я поставил «попытаться» в скобках, потому что импульсная схема никогда не стабилизируется. В вашей схеме выход попеременно переключается с высокого на низкий (от рельса к рельсу). В обычных контурах сервопривода выходной сигнал операционного усилителя будет изменяться аналоговым образом в ответ на напряжение, появляющееся на двух входах.

Если бы это было так, не было бы необходимости различать входы + и -.
Помогите понять схему пульсирующего светодиода
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v