Перестраиваемый генератор пилообразного напряжения Советский патент 1983 года по МПК H03K4/502 

Изобретение относится к импульсной т. и может быть использова но, например, в фазовых и частотных модуляторах. .Известен перестраиваемый генератор пилообразного напряжения, который содержит источник управляющего напряжения, соединенный с транзистором токостабилизирующего -.зарядного каскада, времязадающий конденсатор, непосредственно соединенный с коллектором транзистора токостабилизирующёго зарядного каскада и с базой транзистора выходного эмиттерного повторителя и соединенный через диод с анодом разрядного тириртора и с базой дополнительного транзистора, эмиттер которого соеди нен с эмиттером транзистора, токостабилизирующего зарядного каскада, а коллектор - с катодом тиристора, причем эмиттер транзистора выходног эмиттерного повторителя через стабилитрон соединен с управляющим . электродом тиристора. Использование в этом генераторе дополнительного (коммутирующего) транзистора, запирающего на время обратного хода пилообразных колебаний транзистор токостабилизирующего зарядного каскада, а также включение стабилитрона между эмиттером вы ходного эмиттерного повторителя и управляющим электродом тиристора резко расширяет диапазон перестройк как в сторону сокращения, так и в сторону увеличения длительности пря мого хода и стабилизирует амплитуду пилообразных колебаний генератора во всем диапазоне перестройки Однако этот генератор не позволяет получить широкий размах (двоиную амплитуду) пилообразных колебаний, соизмеримый с напряжением источника питания. Наиболее близким к изобретению является перестраиваемый генератор пилообразного напряжения, содержащи времязадающий элемент, непосредственно соединенный с выходом токоста билизирующего зарядного каскада и с входом повторителя напряжения, а че рез разделительную цепь - с анодом разрядного тиристора и с базой коммутирующего транзистора, эмиттер ко торого соединен с входом токостабилизирующего зарядного каскада, а коллектор - с катодом разрядного ти ристора и отрицательным полюсом источника питани.я, положительный полю которого соединен с анодом разрядного тиристора C2J. Нб1достаток устройства - ограниченнЬсть функциональных возможносте Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения электронного регу лирования размаха пилообразйого напряжения до максимальной величины, близкой к напряжению источника питания, при постоянной скорости его прямого хода. Поставленная цель достигается тем, что в перестраиваемый генератор пилообразного напряжения, содержащий времязадающий. элеме«т, непосредственно соединенный с выходом токостабилизирующего зарядного каскада и с входом повторителя напряжения, а через разделительную цепь - с анодом разрядного тиристора и с базой коммутирующего транзистора, эмиттер которого соединен с входом токостабилизирующего зарядного каскада, а коллектор - с катодом разрядного тиристора и .отрицательным полюсом источника питания, положительный полюс которого соединен с анодом разрядного тиристора, введены датчик регулирующего напряжения, конденсатор обратной связи, два резистора, ключевой транзистор,.эмиттер которого соединен с выходом повторителя напряжения, коллектор - с управляющим по, катоду электродом разрядного тиристора, первый резистор включен между первым выводом датчика регулирующего напряжения и базой ключевого транзистора, конденсатор обратной связи включен между базой ключевого транзистора и управляющим по аноду электродом разрядного тиристора, при этом второй вывод датчика регулирующего напряжения соединен с.катодом тиристора. На фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема перестраиваемого генератора пилообразного напряжения; на фиг.2 - эквивалентная схема тиристора с двумя управляющими электродами; на Фиг.З - эпюры напряжений и токов. Устройство содержит времяэадающий элемент 1, токостабилизирующий зарядный каскад 2, выполненный,.например, на источнике 3 управляющего напряжения, резисторе 4, транзисторе 5, диоде 6, повторитель напряжения на транзисторе 7, разделительную цепь 8 на диоде 9, резисторе 10, разрядный тиристОр 11, коммутирующий транзистор 12, источник 13 питания, датчик 14 регулирующего напряжения, конденсатор 15 обратной связи, резисторы 16 и 17, ключевой транзистор 18, резисторы 19 и 20, выходы 21, 22, эквивалентная схема разрядного тиристора изображена в виде транзисторов 23 и 24. Устройство работает следующим образом. После подачи питающего напряжения Ё, регулирующего напряжения Up-и управляющего напряжения Uy коллекторным током транзистора 5 токостабилизирующего зарядного каскада 2 начинается заряд времйзадающего элемента 1, в результате чего напряжение на нем, а также на эмиттере тран зистора 7 выходного эмиттерного . повторителя (выходе 21 генератора) линейно возрастает. При этом транз.исторы 12 и 18, ди.од 9, а также тиристор 11 находятся в закрытом сос тоянии, поэтому на выходе 22 присутствует постоянноенапряжение +Е. Рост напряжения на выходе 21 продолжается до момента t (фиг.3), когда его уровень .превышает величи.ну регулирующего напряжения Up , в результате чего открывается транзистор 18 ив цель управляющего электрода тиристора-11 по катоду поступает. . коллекторный ток транзистора 18. По эквивалентной схеме тиристор 11 представляет собой совокупность п-р-п и р-п-р транзисторов 23 и 24.При этом анодному выводу тирисора 11 соответствует эмиттерный вывод р-п-р транзистора 24, катодно ,му. выводу - эмиттерный вывод h-p-n |тра:нзистора 23, выводу управляющего электрода по катоду - точка соедине ния- базы транзистора. 24 и коллекто ра транзистора 23. С учетом эквивалентной схемы тИристора 11 транзисторы 18 и 23 совместно с управляющей цепью (резис- торы 16 и 17, конденсатор 15) и ре.зистором 19 образуют ждущий мультивибратор с коллекторно-базовыми свя зями, одна из которых осуществляетс с помощью конденсатора 15. . В момент i открывания транзисто ра 18 возникает быстрый лавинообраз ный процесс насыщения транзисторов 18 и 23 благодаря- действию положите ной обратной связи .через конденсатор 15. Быстрое насыщение транзистора 23 вызывает открывание транзис тора 24, в результате чего тиристор 11 оказывается включенным и напря-. жение на его аноде скачкообразно . . уменьшается. Вследствие, этого проис ходит открывание транзистора 12 и закрывание транзистора 5, т.е. выключение зарядного тока элемента 1|г а также открывание диода 9 и быстры разряд через резистор 10 и тиристор 11 времязадающего элемента 1, Ток разряда элемента 1 поддерживает тириптор 11 во включенном состоянии после окончания короткого включающего импульса i.2i генерируемого мул тивибратором на транзисторах 18 и 23 до момента t когда ток через тиристор 11 в процессе разряда ёремязадающего элемента 1 уменьшится до величины тока выключения тиристо ра 11. В момент 2 тиристор 11 закрывается. Между моментами t и t в течение времени формируется обратный ход пилообразного напряжения на выходе 21 и образуется прямоугольный импульс на вых.оде 22. Чтобы длительность включающего и 1пульса tj. на выводе управляющего электрода тиристора 11 по катоду быламеньше длительности обратного хода пилообразных коле 5аний i-, емкость конденсатора 15 выбирается значительно меньше емкости времязадающего элемента 1 и может составлять десятки пФ. После момента i2 вследствие закрывания тиристора 11 закрываются транзистор 12 ,и диод 9, открывается транзистор 5, вновь начинается заряд элемента 1 и линейное нарастание напряжения на выходе 21 до момента fcj, когда произойдет очередное открывание тиристора 11, т.е. процессы циклически повторяются с периодом . ... . При этом изменЁЕше величины регулирующего напряжения Up вызывает ; одновременное и пропорциональное изменение длительности прямого хода и размаха пилообразных колебаний при низменном их на.клоне и высокой линейности, .т.е. достигается положительный эффект. г В случае, когда перестройка длительности. прямого хода с неизменным размахом пилообразных колебаний не требуется-, функцию источника 3 управляющего напряжения может выполнять диод 6. . . При одновременном изменении Uy и Up достигается дополнительное рас.ширение диапазона перес тройки длительности прямого хода пилообразного напряжения относительно генератора .- прототипа, а значит и частоты коротких прямоугольных импульсов на выходе. 22. Это свойство можетбыть полезно, в частности, при использовании дан- . ногр генератора в качестве широкоДиапазонного датчика тактовых импульсов. Предложенный генератор .позволяет форми.ровать пилооб1разнце ко.лебания не только с нарастающим.-прямым ходом но и с падающим, для него производятся следующие эквива- : лентные замены: изменение полярности напряжения питания Е, регулирующего напряжения Up и управляющего напряжения Uy; взаимная замена п-р-п и транзисторов; взаимное изменение точек подключения анода и катода тиристора и диодов/ а также управляющихэлектродов тиристора.

4K-fl ИДИ i i-4

, J.

Щ.

fc.5

ПЕРЕСТРАИВАЕМЫЙ ГЕНЕРАТОР ПИЛООБРАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержа-. щий времязадающий элемент, непосредственно соединенный с выходом тйкостабилизирующего зарядного каск.ада и с входом повторителя напряжения, а через разделительную цепь с анодом разрядного тиристора и- с базой коммутирующего транзистора, эмиттер которого соединен с входом токостабилизирутощего зарядного каскада, а коллектор - с катодом разрядного тиристора и отрицательным полюсом источника питания, положительный полюс которого соединен с анодом разрядного тиристора, о т .л ич а ю щ и и с я тем,- что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения электронного регулирования размаха пилообразного напряжения до максимальной величины, близкой к напряжению источника п гraния, при постоянной .скорости его прямого хода, в него введены датчик регулирующего напряжения, конденсатор обратной связи, два резистора, ключевой транзистор, эмиттер которого соединен с выходом повторителя напряжения, коллектор - с управляющим по катоду электродом разрядного тиристора, первый резистор включен между первым выводом датчика регулирунзщего напряжения и базой ключе- , (Л вого транзистора, .конденсатор обрат - : ной связи включен между, базой ключевого транзистора и управляющим по аноду электродом разрядного тирис- i тора, при этом второй вывод датчика регулирующего напряжения соединен с катодом тиристора. 4 К 00