Формирователь управляющего напряжения Советский патент 1983 года по МПК H03K5/01 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова но в электроизмерительной технике, в системах автоматического управления, регулирования, в частности в устройствах .автоматической регулиро ки усиления Известен преобразователь амплитуды импульсов в постоянное напряже iние,. содержащий амплитудные дискри минаторы, дифференциальны усилител делители, диод, резисторы обратной связи и интегрирующую цепь, позволяющий получить постоянное напряжение, которое соответствует амплитуде входного импульсного напряженияС Недостаток устройства заключаетсд в отсутствии линейной регулирово ной характеристики, что .не позволяе использовать его в системах управле ния и регулирования. Кроме того, эт устройство имеет неопределенность выходного напряжения при отсутствии входных импульсов и пульсации выход ного напряжения. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство,содержащее операционный усилитель, источник опорного напряжения, четыре резистора и два диода, катод первого диода соединен с анодом второго диода и с входом формирователя, анод первого диода через первый резистор соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, между которым и общей ши ной включен второй резистор, третий резистор включен между катодом второго диода и неинвертирукяцму входетя операционного усилителя, который через четвертый резистор соединен с источником отрицательного напряже НИН, конденсатор и два дополнительных диода, катод первого диода подключен к неинвертируквдему входу операционного усилителя, выход кото рого соединен с первым выводом конденсатора положительной обратной св зи, а второй вывод конденсатора под ключен к аноду первого дополнитель,ного диода, анод которого соединен общей шиной. Данное устройство при включении на его выходе выпрямителя позволяет при превышении входным напряжением уровня срабатывания компаратора получить постоянное управляющее напряжениеt23. Однако величина этого напряжения зависит лишь от определенной актлитуды входных импульсов, что ограничивает функциональные возможности устройства, в частности не позволяет использевать его в системах автоматического регулирования. Дель изобретения - расширение фун циональных возможностей формирователя . Поставленная цель достигается те что в формирователь управляющего на пряжения, содержащий выпрямитель, вход которого соединен с выходом операционного усилителя, источник положительного опорного напряжения с времязадающим конденсатором в цепи положительной обратной связи, резистор, три диода, катод первого из которых соединен с анодом второго, катод второго диода через резистор соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя, первая обкладка времязадающего конденсатора соединена с катодом третьего Диода, анод которого соединен с общей цшной, введены конденсатор запуска, накопительный конденсатор, варикап и три дополнительных резистора, при этом один вывод конденсатора запуска соединен с входом формирователя, другой - с катодом первого диода, накопительный конденсатор включен между инвертирующим входом операционного усилителя и общей шиной, соединенные параллельно варикап и первый дополнительный резистор - меж ду неинвертирующим входом и общей шиной, второй дополнительный резистор включен между источником положительного опорного напряжения и инвертирую1 м входом операционного усилитеяя, а в цепь положительной об-ратной связи последовательно с времязадающам конденсатором включен дополнитель адй третий резистор. На фиг.1 изображена Принципиальная электрическая схема формирователя; на фиг,2 - временные диаграммы, поясняющие работу формирователя; на фиг.З - график зависимости выходного напряжения от величины входного вых f Ugjj . Фор1«ирователь управляющего напряжения содержит операционный усилитета 1, дополнительный резистор 2, который совместно с диодами 3 и 4 и резисторотв 5 определяет порог срабатывания устройства, конденсатор б запуска, накопительный конденсатор 1 времязадакяций конденсатор 8 и дополнительный резистор 9, шунтирующий диод 10, эарикап 11, выпрямитель 12, резистор 13, допелйительный резистор 14, вход 15 устройства, нагрузку 16, причем выход операционного усилителя 1 соединен с входом выпрямителя 12 и через резистор 13, обеспечивающий безопасный ток обратной связи, и конденсатор 8 - с. неинверТирукмцим входсйи ОУ-1, кото1М 1й через параллельно включенные резистор 9, диод 1(Х варикап 11 соединен с общей ШИНОЙ. Вход 15 устройства через конденсатор б запуска и диод 3 соединен с инвертирующим входом ОУ-1 и через диод 4, резистор 5 - с неиявертирующим входом. Инвертирукяций вход ОУ-1 через резистор 2 соединен с источником опорного положительного напряжения через накопи тельный конденсатор 7 - с общей шиной, выход выпрямителя 12 соединен через резистор 14 с нагрузкой 16. Устройство работает следующим обI разом. В исходном положении, при отсутствии на входе устройства входных импульсов, от источника положительного опорного напряжения ЕСПА через резистор 2 на инвертирующий и неинвертирующий входы ОУ поданы соответственно напряжения и Of, и U , причем оп оп величину падения напряжения на открытых диодах 3 и 4 и резисторе 5. На выходе ОУ напряжение равно , , а на нагрузке 16 напряжение выхода.иц{,, 0. Это положение отображено на фиг. 2 а . Если через конденсатор б запуска подается импудьсная последовательность с амплитудой и ЦJf,, то на инвертирующем входе напряжение понизится, а на неинвертирующем повысится, т.е. напряжение на неинвертирующем входе Up(| станет больи1е напряжения на инвертирующем входе Ujf Это происходит потому, что конденсатор б запуска соединен с входами ОУ через диоды 3 и 4, каждый из которых пропускает импульсы либо положительной, либо отрицательной полярности. Конденсатор 6 запуска, разряжаясь че рез резисторы 9 или 2, в зависимости от полярности входных импульсов, создаёт импульсы противоположной полярности по отношению к входным; Импульсы положительной полярности на варикапе 11 создают напряжение смеще ния, которое равно /и напряж ние на инвертирующем входе становит 3 (1) ся равным. оп - оп ijq, где Оцх амплитуда напряжения вхо ного импульса; q, - скважность входных импульсов. , Напряжение смещения определяет емкость варикапа 11, которая равна ttJ емкость варикапа при нугде С. левом напряжении смещения контактный потенциал варикапа;2-3 коэффициент; напряжение смещения на ин вертирующем входе ОУ при личии входных импульсов. Входные импульсы отрицательной п лярности создают напряжение смещекия на инвертирующем входе бла1:одар накопительному конде сатору 7, что облегчает генерацию импульсов ОУ. Приид ио„ возникает регенеративный процесс опрокидывания, напряжение на выходе ОУ достигает значения S., и происходит заряд конденсатора 8. Напр51):.:ение Ej, меньше напрях:ения источника питания -fE н виду то го, что оно шунтируется выпрямителем 12. Напряжение на выходе ОУ остается равным BfefK Д° тех пор, пока конденсатор 8 не разрядится на резистор 9 до уровня ОГ оп напряжения на инвертирующем входе ОУ при наличии входных импульсов. Длительность выходного импульса равна ПРИ U-; напряжение на выходе ОУ также Уменьшается и передается через положительную обратную связь на неинвертирующий вход. В результате напряжение на выходе ОУ ск ачком уменьшается до величины (Х Е, где -Е - напряжение источника питания. Импульс отрицательного напряжения через конденсатор 8 передается и на варикап 11. После чего конденсатор 8 перезаряжается через диод 10 и цепи питания ОУ, а варикап 11 - через резистор 9 до уровня иЗп Из формулы t. jon - . определяем паузу между импульсами + - Р Г С п В момент и напряжение выходе ОУ вновь увеличивается и цикл повторяется. . Частота импульсов на выходе ОУ г 1 I ПоДставляя значения формул 3 получаем При прекращении подачи импульсов на вход устройства напряжения на инвертирующем и неинвертирующем входах ОУ вновь принимают значения. и генерация при которых импульсов прекращается, выходное .напряжение в нагрузке становится :равным нулю. Если амплитуда входных импульсов U Увеличивается, то,как это видно

ФОРМИРОВАТЕЛЬ УПРАВЛЯЮЩЕГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий выпрямитель, ,йход которого соединеи с выходом операционного усилителя, источник положительного опорного напряжения с времязадающим конденсатором в цепи положительной обратной связи, резистор, три диода, катод первого из которых соединен с анодом второго, катод второго диода через резистор соединен с неинвертирующим входом овврацмойного усилителя, первая обкладка времязадающего конденсатора соединена с катодом третьего диода, анод которого соединен с общей шиной, отличающийся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей, в него введены конденсатор запуска, накопительный . конденсатор, варикап и .три дополнительных резистора, при этом один вывод конденсатора запуска соединен с входсм формирователя, другой - с катодом первого диода, накопительный конденсатор включен между инвертирукщим входсм операционного, усилителя и общей шиной, соединеншле параллельни варикап и первый дополнителышй резистор - между неинвертирукицим входом и общей шиной, (Л второй дополнительный резистор включен между источнике положительного опорного напряжения и инвертирующим входсм операционного усилителя, а а с ,в цепь положительной обратной свя- зи последовательно с времяаадающим конденсатором включен дополнительный третий резистор. , сл 00 to 00