Generatoare de tensiune liniar variabilă

1. Scopul lucrarii este studiul experimental al unor circuite de generare a tensiunii liniar variabile: cu generator de curent, de tip bootstrap si de tip Miller (integrator cu amplificator operational).

2. O tensiune liniar variabila se poate obtine prin incarcarea unei capacitati cu un curent constant. Un exemplu este dat in fig. 22.1, unde tranzistorul T2 impreuna cu dioda stabilizatoare de tensiune, DZ, si rezistentele RZ si R, formeaza un generator de curent constant, de valoare:

(22.1)

iar tranzistorul T1 este un comutator deschis (cand permite incarcarea capacitatii C) respectiv inchis (cand asigura descarcarea capacitatii si initializarea schemei).

Durata tensiunii liniar variabile se obtine sub forma:

(22.2)

Fig. 22.1 Fig. 22.2

limitarea tensiunii de iesire obtinandu-se atunci cand se satureaza tranzistorul generatorului de curent.

Timpul de revenire este determinat, in special, de curentul de colector al tranzistorului T1 si se poate calcula cu relatia:

(22.3)

Amplitudinea tensiunii liniar variabile va fi:

Vcmax = Vcc - VZ + VEB2 (22.4)

Forma de unda a tensiunii de la iesirea circuitului este desenata in fig. 22.2.

{n cazul in care marimea T, calculata cu relatia (22.2) este mai mare decat durata impulsului de comanda, Tc, durata tensiunii liniar variabile generate va fi T = Tc, amplitudinea sa

micsorandu-se in mod proportional.

3. Schema generatorului de tensiune liniar variabila de tip bootstrap este reprezentata in fig. 22.3.

Fig. 22.3 Fig. 22.4

Tranzistorul T1 impreuna cu rezistentele R1 si R2 formeaza comutatorul circuitului care, atunci cand este deschis, permite incarcarea capacitatii C, iar cand se inchide, asigura descarcarea rapida a acesteia.

Asa cum se vede si din fig. 22.4, in care sunt reprezentate diagramele de impulsuri, la blocarea tranzistorului T1, capacitatea C incepe sa se incarce prin rezistenta R, cresterea tensiunii pe emitorul tranzistorului T2 fiind transmisa prin capacitatea C0 (de valoare foarte mare) la catodul diodei D, blocand-o. La bornele rezistentei R se mentine o cadere de tensiune constanta, de valoare Vcc - VD, care asigura curent constant de incarcare a capacitatii; aceasta se poate incarca pana la saturarea tranzistorului T2, astfel incat tensiunea maxima la iesire va fi:

Vcmax = Vcc (22.5)

Se pot calcula:

(22.6)

(22.7)

Sarcina cu care se incarca capacitatea C pe durata tensiunii liniar variabile este cedata de capacitatea C0, care, astfel, se descarca, micsorandu-si tensiunea la borne. Pentru a liniariza forma de unda pe durata tensiunii liniar variabile (mai sunt si alte cauze care determina o incarcare de tip exponential a capacitatii), se foloseste o schema cu dubla bootstrapare, ca in fig. 22.5. Se