TL071 не интегрирует мою синусоиду

Я хочу сделать самодельный генератор функций.

Я использовал генератор с мостом Вина с UA741 для получения синусоидальной волны, усилил ее с помощью другого UA741, поскольку он имеет довольно низкую амплитуду, а затем интегрировал его с помощью TL071 (у которого очень хорошая скорость нарастания) для получения прямоугольной волны.

На симуляциях все шло гладко.

Когда я попытался реализовать схему, я увидел, что хотя синусоида в порядке, я не могу получить прямоугольную волну. Интегратор прямоугольных сигналов действует как буфер, он вообще не влияет на синусоиду.

Я использую Proteus для своих симуляций, и в симуляциях все было в порядке.

Когда я проверил симуляцию, я понял, что не выбрал «Прикрепить модуль иерархии» для TL071. Когда я установил флажок, я получаю тот же результат в симуляции, что и в моей реальной схеме. Я не знаю, в чем проблема.

Схема работает на +/- 12 вольт на частоте около 16 кГц.

  • Вся схема

Вся схема

  • Часть интегратора прямоугольной волны

Часть интегратора прямоугольной волны

  • Прикрепить настройку модуля иерархии

Прикрепить настройку модуля иерархии

  • Прикрепить модуль иерархии отмечен
    • Желтый — синусоида, генерируемая генератором.
    • Синий — усиленная синусоида
    • Фиолетовый должен быть прямоугольным
    • Зеленый должен быть треугольной волной

Прикрепить модуль иерархии к

  • Прикрепить модуль иерархии снят
    • Желтый — синусоида, генерируемая генератором.
    • Синий — усиленная синусоида
    • Фиолетовый - прямоугольная волна
    • Зеленый — треугольная волна

Прикрепить модуль иерархии снят

Что за треугольник вверху по центру страницы? Похоже, к нему подключен выход U6. А что еще есть в схеме? Куда идут все те дорожки, которые идут от верхней части схемы?
TL071 не подключается как интегратор. Я думаю, что положительные и отрицательные входы случайно поменялись местами.
Я думаю, это объясняет это, поскольку вы должны получить треугольную волну на выходе U6, когда он действует как интегратор, а не прямоугольную волну. При перепутанных входах операционный усилитель действует как компаратор.
@ErikR Мне жаль, что я забыл их объяснить. Этот треугольник представляет собой символический выходной терминал без какой-либо функции, вы можете его игнорировать. Следы идут на виртуальный осциллограф Протеуса. Что касается компаратора, я думаю, вы можете быть правы. Хотя я не понимаю, почему я не могу замаскировать его как компаратор как в реальной жизни, так и в симуляции, когда установлен флажок «Присоединить иерархический модуль».
Не могли бы вы объяснить, почему вы пытаетесь сгенерировать прямоугольную волну, используя синусоиду, а не просто используя нестабильный триггер или что-то в этом роде? Или, если уж на то пошло, осциллятор насыщения/обрезания? Кроме того: когда вы говорите «прямоугольная волна», вы имеете в виду квадрат с бесконечной полосой пропускания или вам требуются определенные ограничения полосы пропускания? (Ряд Тейлора или Фурье «прямоугольной волны», когда полоса ограничена, сильно отличается от «квадрата».)
Я знаю, что это непрактичный способ получения прямоугольной волны, но я делаю это не только как инструмент для добавления в свою лабораторию, но и в образовательных целях. Я не требую ограничения пропускной способности Vertain, я пытаюсь сделать генератор функций с регулируемой частотой и амплитудой.
C8 и C10 должны иметь одинаковые значения.

Ответы (2)

Если вы интегрируете синусоидальную волну, вы должны получить выходную косинусоидальную волну. То есть, если на вход подается синусоидальная волна, то выход интегратора должен опережать вход на 90 градусов. Процесс интегрирования должен создавать отставание на 90 градусов, но сам интегратор инвертирует, следовательно, общее опережение на выходе составляет 90 градусов по сравнению с входом.

Я подозреваю, что в моделировании у вас поменялись местами входы «интегратора», и, следовательно, он действует как компаратор. Компаратор - это то, что вам нужно для создания прямоугольной волны из синусоиды. Просто используйте операционный усилитель (или, что еще лучше, реальный компаратор для лучшей скорости нарастания), подключите один вход к земле, а другой вход к усиленной синусоидальной волне, идущей от предыдущего каскада. На выходе будет прямоугольная волна, но убедитесь, что пределы насыщения + и - равны пределам напряжения над и под землей. Если вы получаете несколько переходов на краях прямоугольной волны, тогда превратите компаратор в триггер Шмитта, добавив гистерезис с некоторой положительной обратной связью.

Вам понадобится интегратор для преобразования прямоугольной волны в треугольную, но добавьте резистор высокого номинала (например, 1 МОм) параллельно с крышкой обратной связи, чтобы предотвратить насыщение интегратора.

Дополнительная информация: при интегрировании треугольной волны получается синусоида.

Я попробовал это в симуляции, и это не сработало. Я подключил усиленную синусоиду к неинвертирующей клемме, а инвертирующую клемму к земле.
Интегрирование треугольной волны не дает синусоидальную волну. В треугольной волне напряжение увеличивается линейно со временем. Если вы интегрируете его, напряжение увеличивается с квадратом времени, который не является синусоидой.
@Barry Насколько я понимаю, когда треугольная волна подается на интегратор, у которого есть большой резистор на конденсаторе обратной связи, передаточная функция - это функция фильтра нижних частот, и поэтому треугольная волна подвергается фильтрации нижних частот, оставляя основную синусоидальная волна и несколько гармоник более низкого порядка. Таким образом, выходной сигнал интегратора представляет собой скругленную форму треугольной волны, которая очень напоминает синусоидальную волну, но на самом деле не является чистой синусоидой.
А интегратор? Это не работает.
@ Барри ....... Я понимаю твою точку зрения. Выходной сигнал интегратора с треугольным сигналом на входе выглядит как закругленная (искаженная) синусоида, потому что кривые формы выходного сигнала основаны на x^2, а не на sin(x). Как вы говорите, интеграл от y = x равен y = 0,5 (x ^ 2).

Любой операционный усилитель, переведенный в режим насыщения на обоих полупериодах, будет давать прямоугольную волну, если он управляется синусоидальной волной. Не обязательно быть интегратором.

Интегратор операционного усилителя будет стремиться к насыщению на одной шине , если параллельно конденсатору не подключен резистор. Очень немногие входные сигналы будут полностью свободны от составляющей постоянного тока. И даже тогда необходимо учитывать ток смещения. Если вы точно интегрируете сигнал с компонентом постоянного тока, выходной сигнал не будет оставаться центрированным вокруг нуля, а со временем будет подниматься то в одну, то в другую сторону. Резистор, включенный параллельно конденсатору, служит для отвода этой составляющей постоянного тока.

Итак, добавьте резистор параллельно конденсатору. Или полностью заменить конденсатор резистором, и просто установить достаточно высокий коэффициент усиления, чтобы насытить операционный усилитель.

Да я тоже так подумал! Я думал, что могу просто насытить операционный усилитель, но я не уверен, хорошая ли это практика или нет. Также я не мог понять часть о параллельном резисторе, не могли бы вы объяснить это немного подробнее? Каково назначение резистора? Спасибо.
Добавил некоторые уточнения, возможно, недостаточно.
Теперь я понял, спасибо. Что вы думаете об использовании компаратора? Это лучшая практика? Как я могу сделать один с операционным усилителем? Я следовал инструкциям Джеймса, но не мог получить результат.
Вообще говоря, операционные приложения — паршивые компараторы. LM741 в качестве усилителя-ограничителя (с диодным ограничителем на резисторе обратной связи), установленный перед LM339, является лучшим компаратором, чем два последовательных LM741, не говоря уже об одном. В интегрирующих цифровых вольтметрах такой усилительный каскад часто используется перед компаратором. Усиливающий каскад иногда называют наклонным усилителем.
TL071 не интегрирует мою синусоиду
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v