18.4.2. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР С УПРАВЛЯЕМОЙ ЧАСТОТОЙ ВЫХОДНОГО СИГНАЛА

В функциональных генераторах модуляцию частоты выходного напряжения можно обеспечить относительно простыми методами. Для этого последовательно с триггером Шмитта включают аналоговый коммутатор. Рис. 18.27 иллюстрирует такой подход. В генераторе использована схема коммутатора по рис. 17.14. В зависимости от полярности выходного сигнала триггера Шмитта на вход интегратора поступает напряжение или При этом скорость нарастания напряжения на выходе интегратора равна

В соответствии с изложенным в разд. 17.6.1 выходное напряжение триггера Шмитта скачком меняет знак, когда треугольное напряжение достигает значения . Отсюда для частоты колебаний выходного напряжения получим

Таким образом, эта частота пропорциональна входному напряжению Поэтому такая схема является преобразователем напряжения в частоту. Если величину задавать как

то получим линейную частотную модуляцию выходного напряжения.

При необходимости обеспечения

Рис. 18.27. Функциональный генератор с аналоговым коммутатором на операционном усилителе.

Рис. 18.28. Функциональный генератор с транзисторным аналоговым коммутатором.

высокой стабильности амплитуды и частоты сигнала вместо триггера Шмитта на базе операционного усилителя следует использовать одну из описанных в разд. 17.6.3 прецизионных схем.

Изображенный на рис. 18.27 аналоговый коммутатор может работать только на относительно невысоких частотах. Для частот свыше лучше использовать транзисторные коммутаторы (рис. 18.28). В зависимости от состояния триггера Шмитта через транзисторы и на вход интегратора подается напряжение или Как было показано в разд. 17.2.3, должно выполняться условие . В этом случае транзисторы работают как насыщенный комплементарный эмиттерный повторитель и имеют падение напряжения на открытых переходах всего несколько милливольт.

Изменение скважности выходного напряжения

Как было показано в разд. 11.8.1, прямоугольное напряжение с переменной скважностью можно получить, сравнивая треугольное напряжение с постоянным опорным напряжением при помощи компаратора. Несколько сложнее получить несимметричным не только прямоугольное, но и треугольное напряжение (рис. 18.29).

Такие возможности предоставляет схема генератора, изображенная на рис. 18.28. если в ней уровни потенциалов и сделать различными. Тогда время нарастания треугольного напряжения и время его спада в пределах составят

Если требуется нарушить симметрию выходного напряжения, не меняя его частоты, то величину одного потенциала можно уменьшать, одновременно увеличивая величину другого потенциала, с тем чтобы величина

Рис. 18.29. Диаграмма работы несимметричного функционального генератора с коэффициентом заполнения импульсов

Рис. 18.30. Вспомогательная схема для получения переменного коэффициента заполнения импульсов функционального генератора.

оставалась постоянной. Это условие легко выполняется, если схему управления потенциалами и построить согласно рис. 18.30 [18.2]. При этом для выходных потенциалов выполняется соотношение

в которое не входит коэффициент несимметрии а. Подстановка этого выражения в формулу (18.15) дает частоту полученного сигнала

При помощи потенциометра можно регулировать скважность выходного сигнала; при этом величины могут изменяться в пределах от до При эти величины могут изменяться в пределах от 20 до 80%.