Формирователь импульсов из синусоидального напряжения Советский патент 1983 года по МПК H03K12/00 H03K11/00 

Изобретение относится к импульс ной технике и может быть использовано в преобразовательных устройст вах. Известен формирователь импульсо из синусоидалБНого напряжения, содержащий операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен через первый резистор с обще шиной устройства, инвертирующий вход - с первым выводом второго ре зистора, резисторы и конденсаторы C Недостатки указанного устройства - ограниченность функциональных возможностей и. его сложность. Наиболее близким к предлагаемому является формирователь импульсо из синусоидального напряжения, содержащий операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соед нен с первым выводом первого резис тора, а через второй резистор соединен с общей шиной устройства, инвертирующий вход соединен через третий резистор с общей шиной устройства .С2 3. Недостат ками известного устройс ва являются малый коэффициент прео разования и низкая надежность его работы. Цель изобретения - увеличение коэффициента преобразования при од новременном повышении надежности . его работы. Поставленная цель достигается тем, что в формирователь импульсов ИЗ синусоидального напряжений, содержащий операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соед нен с первым выводом первого резис тора, а через.второй резистор соединен с общей (НИНОЙ устройства, ин вертирующий вход соединен через третий резистор с общей шиной устройства, введена цепь из двух включенных встречно-пос,ледовательно элементов с отрицательным участком вольт-амперной характеристики, например туннельных диодов, первый вывод которой подключен к входу уст ройства и второму выводу первого ре зистора, второй вывод - к инвертиру щему входу устройства. На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - эшоры поясняющие работу устройства. Устройство содержит операционный усилитель 1, неинвертирующий вход которого соединён с первым выводом первого резистора 2, а через второй резистор 3 соединен с общей шиной устройства, инвертируюкщй вход соединен через третий резистор 4 с общей шиной устройства, цепь из двух включенных встречно-параллельно эле ментов с отрицательным участком вольт-амперной характеристики, например туннельных диодов 5 и б, первый вывод которой подключен к входу устройства и второму выводу первого резистора, второй вывод - к инвертирующему входу устройства. Устройство работает следующим образом. При подаче на вход преобразователя положительной полуволны напря-. жения (фиг. 2а) напряжение на инвертирующем входе (фиг. 26) операционного усилителя 1 растет быстрее, чем на-неинбе)тирующем входе, на выходе операционного усилителя появляется отрицательное напряжение насыщения ицс«с(фнг. 2в). Превышение напряжения на инвертирующем входе определяется следующими причинами. Для туннельного диода 5 положительное напряжение является обратным, а при обратном напряжении на туннельном диоде его сопротивление очень маленькое и им можно пренебречь. Следовательно, напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя 1 определяется падением напряжения на резисторе 4, которое зависит от вольт-амперной характеристики туннельного диода 6, включенного э прямом направлении. Величина- напряжения на неинвертирующем входе операционного усилителя 1 определяется коэффициентом деления делителя напряжения на резисторах 2 и 3 и по форме повторяет входную синусоиду. В момент времени t напряжение на неинвертиру ощем входе операционного усилителя 1 превышает напряжение на инвертирующем входе, т.е. Ugj( оу+ больше Ug (jy, и на выходе операционного усилителя 1 появляется положительное напряжение насыщения Uj,gj.. Напряжение Ugj р. больше капряя ения Ug оу-f как в этот момент ток через туннельный диод 6 уменьится вследствие того, что рабочая точка проходит через падающий участок его вольт-амперной характеристики, а значит и уменьшается падение напряжения на резисторе 4, которое определяет напряжение Ugy р При дальнейшем повышении входногр напря ения l)g напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя 1 превысит напряжение на его неинвертирующем входе, т.е. Ugx Ug ,jy (момент t на фиг. 2а). Следовательно, на выходе операционного усилителя 1 появляется отрицательное напряжение насыщения UHCIC- Напряжение Ugj у превыает Ugj( ру , потому что в этот моент рабочая точка туннельного диоа 6 находится на второй восходящей ветви его вольт-амперной характеристики, ток через резистор 4 воэра тает и напряжение на немравное Ugjj р,, увеличивается. Операционный усилитель 1 находит ся в состоянии насыщения с напряже нием на выходе равньлм и„,,.ло момента tj, когда входное напряжение Ugx уменьшается и напряжение на неинвертирующем входе превышает напря жение на инвертирующем входе, т.е. ВХОУ- - больше Ugj( оу. . В этот момент операционный усилитель 1 переходит в состояние с положительным напряже нием насыщения на выходе U(3, . При дальнейшем уменьшении входного напряжения Ugx рабочая точка туннельного диода 6 переходит на падающую ветвь вольт-амперной характеристики и двигается по ней вверх, В момент времени t напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя .1 превышает напряжение на неинвертирующем входе, т.е. Ug о становится больше Ugy (jy и операционный усилитель переходит в состояние насыщения с отрицательным напряжением на выходе UHOIC- В таком состоянии операционный усилитель 1 находится по момент времени tj/ когда на вход поступает отрицательная прлуволна входного напряжения U д. При подаче отрицательной полуволны входного напр жения работа преобразователя происходит как и при подаче положительной полуволны, единственное отличие в том, что меняются ролями туннельные диоды 5 и б. Туннельный диод б отрицательным выходным напряжением оказывается смещенным в обратном направлении и его сопротивление становится весьма малым. Ток через резистор 4 и падение напряжения на нем определяются вольт-амперной характеристикой туннельного диода 5. В момент времени t напряжение на инвертируквдем входе больше напря жения на неинвертирующем входе операционного усилителя 1 и он переходит в состояние насыщения с положи1 тельным напряжением на выходе Оцдс так как напряжение на инвертирующем входе растет быстрее напряжения на неинвертирующем входе операционного усилителя 1. В момент времени tg рабочая точка туннельного диода 5 движется по нисходящей ветви вольтамперной характеристики, ток через резистор 4 уменьшается и напряжение на инвертирующем входе становится меньше напряжения на неинвертирующем входе операционного усилителя 1, который переходит в состояние насыщения с отрицательным напряжен 1ем на выходе U,. В этом состоянии операционный усилитель 1 находится до момента времени t.,, когда рабочая точка туннельного диода 5 попадает на вторую восходящую ветвь его вольт-амперной характеристики, и падение напряжения на резисторе 4 превысит падение напряжения на резис торе 3, т.е. Ug больше Иу oytВ этот момент напряжение на выходе операционного усилителя 1 меняет свой знак и равно . В момент времени tg напряжение на выходе операционного усилителя 1 вновь меняет свой знак и равно (. , таЬ как входное напряжение начинает уменьшаться, рабочая точка туннельного диода.5 начинает двигаться вниз по йторой восходящей ветви его вольт-амперной характеристики, падение напряжения на резисторе 4 уменьшается быстрее падения напряжения на резисторе 3, получается, что Ug j больше Ugx оу--При дальнейшем уменьшении входного напряжения Ug рабочая точка туннельного диода 5 переходит на падающую ветвь своей вольт-амперной характеристики и двигается по ней вверх. В .результате этого в момент времени tg напряжение на Неинвертирующем входе Ug ffy больше напряжения на инвертирующем входе Ugjj оу- напряжение на выходе операционного усилителя J. вновь меняет свой знак и становится равным .- В момент времени t. входной сигнал меняет свой знак на положительный и работа устройства происходит как в момент времени tg, т.е. начинается новый период изменения входного напряжения. I; Таким образом, предлагаемый преобразователь при помосф одного операционного усилителя и нескольких дискретных элементов позволяет преобраэоват} из синусоидального сигнала прямоугольные импульсы упятирениой частоты следования с уменьшенным количестве элементов, что повьшает и надежность работы устройства. Ум е

ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ ИЗ СИНУСОИДАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, СОДбр- жаций операционный усилитель, неин, вертирупций вход соединен с первым выводом первого резистора. а через второй резистор соединен с общей шиной устройства, инвертирую щий вход соединен через третий, резистор с обсмей шиной устройства, отличающийся тем, что, с целью увеличения коэффициента преобразования при одновременном повышении надежности его работы, в негр введена цепь из двух включенных . встречно-последовательно элементов с отрицательным участком вольтамперной характеристики, например туннельных диодов, первый вывод котсфой подключен к входу устройства и второму, выводу первого резис- I тора, второй вывод - к инвертирующему входу устройства. СЛ 00 о 4 fpue.l