Генератор импульсов Советский патент 1984 года по МПК H03K3/02 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова но в высокостабильных генераторах импульсов, таймерах и электронномеханических часах. Известно устройство формирования импульсов тока магнитоэлектрического привода балансного осциллятора, .содержащее усилитель-формирователь с подключенными к нему обмотками свобождения и привода и транзистор для поддержания постоянной амплитуд импульсов тока привода С13. Недостатком устройства является отсутствие стабилизации амплитуды колебаний балансового осциллятора при изменении механического момента нагрузки и момента сил сопротивления (амплитуда стабилизируется только при изменении напряжения питания) . Кроме того, к недостаткам устройства относятся наличие двух обмоток (низкая технологичность и н дежность) , повышенное потребление тока и ненадежный самопуск балансно го осциллятора. Наиболее близким к изобретению является генератор импульсов, содержащий балансный осциллятор с катушкой индуктивности привода, два транзистора, эмиттер первого транзистора типа п-р-п соединен с общей шиной, коллектор через катушку индуктивности - с шиной питания и через последовательную цепь из резистора и первого конденсатора - с базой второго транзистора типа р-п-р, эмиттер которого соединен с шиной питания, а база и коллектор через соответствующие второй и третий резисторы соединены с общей шиной четвертый резистор, включенный между базой первого и коллектором второго транзисторов, диод, включенный параллельно катушке индуктив ности Г2. Недостатки известного генератора ИМПУЛЬСОВ состоят в том, что схе ма обладает низкой стабилизацией амплитуды и частоты колебаний балансового осциллятора при изменении напряжения питания в широких пределах. Кроме того, известное устройство имеет низкую экономичность вследствие того, что при торможении балансового осциллятора магнитным полем тока через диод и катушку индуктив22кости часть энергии бесполезно теряется (на внутреннем сопротивлении диода и омическом сопротивлении катушки индуктивности). Цель изобретения - повышение стабилизации амплитуды и частоты колебаний балансового осциллятора, а также повьшение экономичности. Поставленная цель достигается тем, что в генератор импульсов, содержащий балансовый осциллятор с катушкой индуктивности привода, два транзистора, эмиттер первого транзистора типа п-р-п соединенс общей шиной, коллектор через катушку индуктивности - с шиной питания и через последовательную цепь из первого резистора и первого конденсатора - с базой второго транзистора типа р-п-р, эмиттер которого соединен с шиной питания, а база и коллектор через соответствующие второй и третий резисторы соединены с общей шиной, введены третий и четвертый транзисторы типа p-lt-p, второй и третий конденсаторы и четыре резистора, эмиттер третьего транзистора соединен с коллектором первого транзистора и через второй конденсатор с шиной питания, коллектор третьего транзистора соединен через параллельную цепь из четвертого резистора и третьего конденсатора с общей шиной, база третьего транзистора соединена со средней точкой делителя из пятого и шестого резисторов, который включен между шиной питания и общей шиной, кГоллектор и эмиттер четвертого транзистора соответственно соединены с базой первого и коллектором второго транзисторов, база четвертого транзистора через седьмой резистор соединена с коллектором третьего транзистора. На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства. Катущка 1 индуктивности подключена к шине питания и коллектору первого транзистора 2, составляющего первый усилительный каскад. Второй транзистор 3 составляет второй усилительный каскад, его коллектор и база через резисторы 4 и 5 соединены с общей шиной. База второго транзистора 3 через резистор 6 и первый конденсатор 7 соединена с коллектором первого транзистора 2. Резисторы 5 и 6 и конденсатор 7 составляют времязадающую RC-цепь генератора. Второй конденсатор 8 является блокировочным, включен параллельно катушке 1 индуктивности. Третий тра зистор 9является элементом сравнения, -его база подключена к делителю на резисторах 10 и 11, а коллектор через усредняющую цепь 12 из параллельно включенных резистора 13 и . конденсатора 14 соединен с общей шиной. Четвертый транзистор 15 вьшол няет функции управляемого делителя, его база через токоограничитель ный резистор 16 соединена с коллект ром третьего транзистора 9. Устройство работает следующим об разом. При неподвижном балансовом осцилляторе индуцированное напряжение в катушке 1, помещенной в зазоре его магнитов, отсутствует, а следователь но, равно нулю выходное напряжение транзисторного элемента 9 сравнения Коэффициент деления делителя 15 равен единице, первый и второй усилительные каскады замкнуты петлей положительной обратной связи и вьфа батывают импульсы с частотой следования, приблизительно равной резонансной частоте балансового осциллятора. Импульсы тока в.катушке 1 вызывают возникновение и нарастание механических колебаний балансового осциллятора. В катушке 1 индуцируется напряжение в виде двух разнополярных полуволн, амплитуда которых пропорциональна амплитуде колебаний осциллятора. Вторая по времени полуволна синхронизирует вьфабатьтаемые импульсы, что пpивojg ит к дальней шему нарастанию амплитуды колебаний осциллятора. Этот процесс приводит к тому, что амплитуда первой по времени полуволны превышает порог транзисторного элемента 9 сравнения и на его выходе, т.е. на усредняющей КС-цепи 12, состоящей из параллельно соединенных резистора 13 и конденсатора 14, появляется напряжение. По рог транзисторного элемента 9 сравнения задается резистивньм делителем состоящим из резисторов 10 и 11. Появление напряжения на усредняющей цепи 12 приводит к увеличению коэф фициента деления транзисторного управляемогоделителя 15, а следовательно, к уменьшению коэффициента пе передачи по петле положительной обратной связи. Амплитуда импульсов тока привода снижается, что ведет к замедлению нарастания амплитуды колебаний балансового осциллятора. Устанавливается стационарная амплитуда его колебаний. При этом дпительность импульсов тока привода устанавливается постоянной и приблизительно равной длительности полуволны индуцированного напряжения, а их амплитуда, вследствие действия- делителя 15, зависит от отклонений амплитуды колебаний балансового осииллятора, причем стабилизация достига ется за счет того, что отклонениям амплитуды колебаний балансового осциллятора от стационарного уровня соответствует пропорциональное изменение коэффициента деления и, следовательно, обратные по знаку изменения амплитуды импульсов тока в катушке 1. Поскольку сравнение в транзисторе 9 происходит В:импульсе, необходимо обеспечить задержку (приблизительно на длительность полуволны индуцированного напряжения) и интегрирование разностного сигнала. Эти функции выполняет усредняющая RC-цепь 12. Для ограничения тока эмиттер-база делителя 15 и уменьшения паразитного подзаряда конденсатора 14 усредняющей RC-цегш включен токоограничительный резистор 16. Таким образом, устройство представляет собой электронно-механический генератор импульсов, предназначенный для работы при минимальных весогабаритных условиях и низковспьтном батарейном питании (1,5 В), возможна большая продолжительность работы без смены источника питания (не менее года). При этом существенно уменьшено отклонение амплитуды колебаний балансового осци.ш1ятора при изменении напряжения источника питания и нагрузки на осциллятор. Указанное повышение точности стабилизации достигается введением чувствительной схемы отработки амплитуды импульсов тока привода. Потребление тока в предпаг емом устройстве существенно снижено, что повьшает его экономичность. Вследствие повьшенной точности стабилизации амплитуды колебаний балансового осS11098926

щшлятора и устранения дбполнитель- положения равновесия осциллятора поного временного (фазового) сдвига грешность хода осциллятора снижена инпульсов тока привода относительно в среднем до 1-2 с в сутки.

ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ, содержащий балансный олциллятор с катушкой индуктивностипривода, два транзистора, эмиттер первого транзистора типа п-р-п соединен с общий шиной, коллектор через катушку индуктив,ности - с шиной питания и через последовательную цепь из первого резистора и первого конденсатора - с базой второго транзистора типа р-п-р. эмиттер которого соединен,с шиной питания, а база и коллектор через соответствукицие второй и третий резисторы соединены с общей шиной, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения стабилизации амплитуды и частоты колебаний балансного осциллятора, а также повьшхения экономичности, в него введены третий и четвертый транзисторы типа р-п-р, . второй и третий конденсаторы и четыре резистора, эмиттер третьего транзистора соединен с коллектором первого транзистора и через второй конденсатор с шиной питания, коллектор i третьего транзистора соединен через параллельную цепь из четвертого (Л резистора и третьего конденсатора с общей шиной, база третьего транзисС тора соединена со средней точкой делителя из пятого и шестого резиса торов , который включен между шиной U питания и общей шиной, коллектор и эмиттер четвертого транзистора соответственно соединены с базой пер;о вого и коллектором второго транзисторов, база четвертого транзистора 00 через седьмой резистор соединейа с g коллектором третьего транзистора.

f,

п

Зрг

sx,/-