6.ZpetnaVazbaAJejiVyuziti

,

která je maximálně možnou hodnotou, na níž se může nabít kapacitor C. Napětí kapacitoru dosáhne této úrovně napětí právě v čase , což zapíšeme

a po přeskupení členů dostaneme

.

Následnou úpravou získáme vztah

,

jehož logaritmováním a po úpravě nalezneme hledaný vztah pro dobu trvání kladného pulsu výstupního napětí

Dobu trvání záporného obdélníkového pulsu na výstupu klopného obvodu zakončenou přechodem výstupního napětí do kladné polarity, určíme analogickým postupem, když v příslušných rovnicích si vymění pozice komparační úrovně a otočí se znaménka výstupního saturačního napětí, takže pro dobu trvání platí

Součtem dob T1 a T2 dostaneme periodu výstupního napětí astabilního klopného obvodu

Poměrem doby T1 a T2 k době periody T je definována střída výstupního napětí. Udává se v procentech. Střída 50 % : 50 % tak odpovídá poměru dob 1:1.

Po dosazení komparačních úrovní a úpravě platí

.

Bude-li napětí , potom se vztah pro periodu T zjednoduší na tvar

a pro , kdy , má perioda výstupního napětí hodnotu

a astabilní klopný obvod generuje pravoúhlé napětí s poměrem doby trvání jeho kladné a záporné okamžité hodnoty 1:1, což je případ tečkovaných průběhů napětí na obr. 6.16. Je-li hodnota napětí Ui nenulová, doby T1 a T2 jsou různé. Řídíme tak střídu výstupního napětí klopného obvodu, viz obr. 6.16, průběhy zakreslené plnou čarou. Nastavením nenulové hodnoty napětí Ui dochází k posunutí obou referenčních úrovní a průběhy napětí u- již nejsou symetricky umístěné kolem časové osy.

Obr. 6.16 Astabilní klopný obvod s operačním zesilovačem s parametry kladné zpětné vazby R1= R2: okamžité hodnoty napětí neinvertujícího vstupu, invertujícího vstupu, výstupu operačního zesilovače pro Ui= 0 V (tečkované průběhy) a pro Ui= U2sat/3 (průběhy plnou čarou)

Zápornou zpětnou vazbu využíváme u operačního zesilovače k realizaci jeho invertujícího a neinvertujícího zapojení. Pokud není výstup zesilovače v saturaci vstupní napětí je úměrné výstupnímu napětí. Zesílení obvodu s operačním zesilovačem je dáno vlastnostmi zpětnovazební sítě, jelikož zesílení ideálního zesilovače je nekonečně velké. Neomezené zesílení má za následek i nulové diferenční (rozdílové) napětí mezi jeho neinvertujícím a invertujícím vstupem. Kromě nulového diferenčního napětí, nazývaného také virtuálním zkratem, má ideální operační zesilovač nulové vstupní proudy a tím i nekonečně velký vstupní odpor. Jeho výstupní odpor je nulový, protože obvodovým modelem je zdroj napětí řízený napětím. Operační zesilovač bez zpětné vazby nazýváme komparátorem. Je-li diferenční napětí kladné, je i výstup zesilovače v kladné saturaci. Při záporném diferenčním napětí je výstup zesilovače v záporné saturaci. Zavedením kladné zpětné vazby komparátoru se zavede hystereze do překlápění výstupního napětí. Současné zavedení kladné i zpětné vazby využíváme při realizaci astabilního klopného obvodu, u něhož kmitočet výstupního pravoúhlého napětí závisí na parametrech kladné i záporné zpětné vazby. Pokud je zapojen zdroj napětí Ui s nenulovou hodnotou napětí v obvodu kladné zpětné vazby, liší se střída výstupního pravoúhlého napětí astabilního klopného obvodu, daná poměrem dob odpovídajícím kladným a záporným okamžitým hodnotám výstupního napětí vůči době trvání jeho periody, od poměru 1:1. Výstup reálného operačního zesilovače napájený symetricky ze zdroje o velikosti napětí je v saturaci, překročí-li absolutní hodnota součinu jeho zpětnovazebního zesílení a okamžitá hodnota vstupního napětí absolutní hodnotu jeho napájecího napětí, což se projeví nenulovou hodnotou diferenční napětí zesilovače, která indikuje jeho nelineární režim.