Генератор прямоугольных импульсов Советский патент 1984 года по МПК H03K3/281 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, Например, в устройствах автоматики.

Известен генератор прямоугольных импульсов, содержащий источник опорного напряжения, выход которого подключен ко входу узла перезаряда,и два электронных ключа, выходы которых подключены через накопители к входам противоположных электронных ключей и выходам узла перезаряда СИ

Недостатки устройства - отсутствие фазовой определенности его работы при включении напряжения питания и большое время переходного процесса.

Наиболее близким к изобретению является генератор прямоугольных импульсов , содержащий источник опорного напряжения, элемент .перезйряда, выход которого подключен к первому входу накопителя, первый двухтактный электронный ключ, выход которого подключен к входу элемента презарядаС2J

Недостатками устройства являются ограниченность функциональных возможностей ввиду отсутствия фиксации амплитуды и длительности начальной

фазы, сравнительно большие вес и габари ты.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения фиксации амплитуды и длительности начал ьной фазы с одновременным уменьшением веса и габаритов.

Поставленная цель достигается тем что в генератор прямоугольных импульсов , содержащий источник опорного напряжения, элемент перезаряда, выходкоторого подключен к первому входу накопителя, первый двухтактный электронный ключ, выход которого подключен к входу элемента перезаряда, введены второй двухтактный электронный ключ и делитель напряжения, выход которого подключен ко входу первого двухтактного электронного ключа, а первый вход соединен с выходом элемента перезаряда, выход первого двухтактного электронного ключа подключен к входу второго двухтактного электронного ключа, выход которого подключен ко второму входу делителя напряжения, а выход источника опорного напряжения подключен ко второму входу накопителя.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство содержит источник 1 опорного напряжения, элемент 2 перезаряда, выход которого подключен к первому входу накопителя 3, первый двухтактный электоонный ключ 4, выход которого подключен к входу элемента 2 перезаряда, второй двухтактный электронный ключ 5 и делитель 6 напряжения, выход которого подключен ко входу первого двухтактного электронного ключа 4, а первый вход соединен с выходом элемента 2 перезаряда, выход первого двухтактного электронного ключа 4 подключен к входу второго двухтактного электронного ключа 5, выход которого подключен ко второму входу делителя б напряжения, выход источника 1 опорного напряжения подключен ко второму входу накопителя 3.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии накопитель 3 разряжен. После включения питания генератора на выходе источника 1 опорного напряжения появляется постоянное напряжение и накопитель 3 начинает заряжаться. Направление протекания зарядного тока зависит от величины напряжения на выходе источника 1 опорного напряжения. Предположим, что напряжение на выходе источника 1 опорного напряжения мало и в первый момент напряжение на выходе делителя б напряжения недостаточно для открывания двухтактного электронного ключа 4. Вследствие этого на выходе ключа 4 присутствует высокий потенциал логической 1, который прикладывается ко входу второго двухтактного электронного ключа 5 и входу элемента 2 перезаряда. Через ограничительный резистор элемента 2 перезаряда начинает протекать ток заряда накопителя 3. Под действием сигнала логической

на выходе ключа 5 формируется низкий потенциал логического О, при котором второй вход делителя напряжения оказывается практически подключенным к минусовой шине источника питания. В процессе заряда накопителя 3 напряжение на первом входе делителя напряжения относительно общей минусовой шины источника питания повышается. Входное сопротивление делителя 6 напряжения по входу и соотношение .сопротивлений его плеч выбрано таким что при достижении на накопителе 3 определенной величины напряжения на выходе делителя 6 напряжение становится равным порогу открывания первого ключа 4. Напряжение на его выходе уменьшается, что приводит к закрыванию ключа 5, а следовательно, к еще большему увеличению напряжения на выходе ключа 4. Развиваясь лавинообразно , эти процессы приводят к такому изменению состояния генератора, при котором вход элемента 2 перезаряда через открытый ключ 4 оказывается подключенным к отрицательной шине источника питания, а второй вход делителя 6 напряжения - к положительной шине источника питания. В результате начинается разряд накопителя через ограничительный резисто элемента 2 перезаряда. Разряд накопителя 3 продолжается до тех пор, пока напряжение на выходе делителя 6 не достигнет порога закрывания двухтактного электронного ключа 4, После того как двухтактный электронный ключ 4 закрывается открывается двухтактный электронный ключ 5, генератор скачкообразно переходит в состояние, при котором вход элемента 2 перезаряда вновь оказывается практически подключенным к положительной шине источника питания, а второй вход делителя напряжения - к отрицательной шине источника питания. Импульсы напряжения на выходе генератора имеют практически прямоугол ную форму. Величина напряжения на выходе источника 1 не влияет на частоту и форму выходного сигнала генератора, а определяет начальную фазу его работы. При величине напряжения на выхо: де источника опорного напряжения,рав ной относительно минусовой шины источника питания длительность заряда накопителя 3 до достижения напряжения порога открывания ключа 4, а следовательно, и длительность импульса начальной фазы максимальна При увеличении опорного напряжения длительность заряда уменьшается и при напряжении, равном минимальному напряжению d п , до которого разряжается накопитель 3 в процессе установившихся колебаний, длительность импульса начальной фазы становится равной длительности соответствующего полупериода установившихся колебаний. Таким образом, генератор начинает работать сразу же без периода раскачки с низкого уровня логического О на выходе. Если напряжение на выходе источника опорного напряжения равно +и, направлен11е заряда накопителя 3 после включения питания, а следовательно, и логический уровень сигнала на выходе, изменятся. на противоположные. При уменьшении опорного напряжения длительность начальной фазы уменьшается, а при напряжении на выходе источника опорного напряжения, равном максимальному напряжению на накопителе длительность импульса начальной фазы равна длительности соответствующего полупериода установившихся колебаний. При этом раскачка генератора также отсутствует. В построенном таким образом генераторе обеспечивается мягкий режим самовозбуждения и фазовая определенность логического уровня на выходе при включении напряжения питания. В генераторе используется один накопительный конденсатор и минимальное число дискретных элементов. Выбором напряжения на выходе источника опорного напряжения может быть задан режим работы накопительного конденсатора, при котором напряжение на нем однополярно и изменяется от нулевого значения, что расширяет возможности работы генератора с конденсаторами различных типов, в том числе полярных, обеспечивает снижение габарита и веса устройства.

ГЕНЕРАТОР ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ, содержащий источник опорного напряжения, элемент перезаряда, выход которого подключен к первому входу накопителя, первый двухтактный электронный ключ, выход которого подключен к входу элемента перезаряда. отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения фиксации амплитуды и длительности к-ччальной фазы при одновременном уменьшении веса и габаритов, в него введены второй двухтактный электронный ключ и делитель напряжения, выход котордго подключен ко входу-первого двухтактного электронного ключа, а первый вход соединен с выходом элемента перезаряда, выход первого двухтактного электронного ключа подключен к входу второго двухтактного электронного ключа, выход которого подключен ковторому входу делителя напряжения, с а выход источника опорного напряже- Q НИН подключен ко второму входу нако(П пителя.