Релаксационный генератор Советский патент 1984 года по МПК H03K3/351 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве генератора импульсов в различньк устройствах электронной техники. Известен генератор пилообразного напряжения с токостабилизирующим транзистором, из р-п-р-транзистора, эмиттер которого через резистор соединен с положительной шиной источни ка питания, к которой через стабилитрон подключена база р-п-р-транзис тора, положительная шина через резис тор соединена с отрицательной шиной источника питания, к которой через конденсатор подключен коллектор р-п-р-транзистора и первая база одно переходного транзистора через резистор, вторая база через резистор соединена с положительной птной источника питания, а эмиттер - с точкой соединения коллектора р-п-р-транзистора и конденсатора OJ Однако данный генератор имеет недостаточный диапазон регулировки частоты. Известен р аксационный генератор содержащий однопереходный транзистор базы которого через резисторы подключены к шинам источника питания, времязадающий конденсатор, включенный между эмиттером однопереходного транзистора и отрицательной шиной источника питания t2J. Недостатком известного геиерато-ра является малый диапазон регулирования частоты, так как он ограничен током включения однопереходного тра зистора. Целью изобретения является расши рение диапазона регулирования часто ты. Поставленная цель достигается тем, что в релаксационный генератор содержащий однопереходньш транзистор базы которого через резистор подклю чены к шинам источника питания, вре мязадаюш ий конденсатор, включенный между эмиттером однопереходного транзистора и отрицательной шиной источника питания, введены датчик тока, включенный последовательно с времязадающим конденсатором, шина источника задающего напряжения и со единенные последовательно элемент сравнения и стабилизатор тока, выход которого подключен к эмиттеру однопереходного транзистора, первый вход элемента сравнения соединен с шиной источника задающего напряжения, второй вход - с выходом датчика тока. Причем в релаксационном генераторе датчик тока выполнен в виде соединенных параллельно резистора и диода, включенного в.обратном направлении. Кроме того, в качестве элемента сравнения и стабилизатора тока использован операционный усилитель, инвертирунмций вход которого соединен с первыми выводами первого и второго резисторов, вторые выводы которых являются соответственно первым и . вторым входами элемента сравнения, неинвертирующий вход операционного усилителя через третий резистор соединен с отрицательной шиной источника питания, а выход операционного усилителя через четвертый резистор соединен с его инвертирующим входом и с первым выводом пятого резистора, второй вывод которого является выходом стабилизатора тока. На фиг. 1 представлена функциональная схема релаксационного генератора, на фиг. 2 - возможный вариант его выполнения. Релаксационный генератор (фиг.1) состоит из однопереходного транзистора 1, базы которого через резисторы 2 и 3 подключены к шинам источника питания, между отрицательной шиной и эмиттером однопереходного транзистора 1 включен последовательно времязадающий конденсатор 4, датчик 5 тока, элемент 6 сравнения и стабилизатор 7 тока, выход которого подключен к эмиттеру однопере одного транзистора 1, причем один вход элемента 6 сравнения соединен с шиной задающего напряжения, а другой с выходом датчика 5 тока. Релаксационный генератор (фиг.2) отличается от приведенного вьш1е тем, что в качестве элемента 6 сравнения и стабилизатора 7 тока использован операционный усилитель (ОУ) 8, инверсный выход которого через резистор 9 соединен с шиной источника задающего напряжения, а через резистор 10 - с выходом датчика тока, выход операционного усилителя через резистор 11 соединен с эмиттером однопереходного транзистора, прямой вход операционного усилителя через резистор 12 соединен с шиной источ3 ника питания, инвертирующий вход o рационного усилителя через резистор 13 соединен с BEJXOAOM операционного усилителя. Генератор работает с.ледуюп1им об зом. В начальньш момент времени однопереходный транзистор 1 закрыт. Конденсатор 4 заряжается с помощью стабилизатора 7 тока, величина кото рого стабилизируется на заданном уровне благодаря обратной связи, осуществляемой датчиком 5 тока и «элементом 6 сравнения, сравнивающего текущую величину тока заряда конденсатора 4с заданной. При этом величина эмиттерного напряжения возрастает. Когда эмиттерное напряжение достигает пикового значения, открывается переход эмиттер-база однопереходного транзистора 1, и ток заряда конденсатора 4 уменьшается , переходя в цепь эмиттера одно переходного транзистора 1. Однако датчик 5 тока вьщает сигнал на элемент 6 сравнения о прекращении тока и стабилизатор 7 тока повышает его до тех пор, пока он не достигне величины тока включения однопереход ного транзистора 1. Эмиттер становится прямосмещенным, сопротивление между эмиттером и первой базой падает, конденсатор 4 разряжается через эмиттерную цепь и на выходе генератора возникает положительный импульс. Когда эмиттерное напряжение дост гает минимального значения эмиттер прекращает проводить ток и цикл повторяется. Важное значение имеет включение датчика 5 тока в зарядную цепь конденсатора 4, а не в выходную цепь стабилизатора 7 тока ввиду того, чт не наблюдается эффект - снижение то ка заряда конденсатора 4 без увеличения его емкости. 44 Включение датчика тока 5 и виде параллельно соединенных резистора и диода, включенного в обрат 1ом направлении, позволит исключить влияние резистора на процесс разряда конденсатора 4 после пробоя перехода эмиттер-база однопереходного транзистора 1, так как при заряде конденсатора 4 ток протекает через резистор и падение напряжения на нем пропорционально этому току., а при разряде конденсатора 4 ток протекает через диод. Таким образом, используя предлагаемый релаксационный генератор можно значительно понизить величину тока заряда конденсатора без увеличения его емкости, так как заряд конденсатора ведется малым током, а при пробое перехода эмиттер-база однопереходного транзистора 1 ток стаби-пизатора тока автоматически увеличивается до величины тока включения однопереходно.го транзистора. Практически, в предлагаемом варианте генератора тока заряда конденсатора можно снизить более чем в 50 раз / по сравнению с известным. Соответственно диапазон регулирования релаксационного генератора расширится во столько же раз. Техническая эффективность изобретения заключается в возможности резкого снижения величины зарядного тока конденсатора 4, которая в обычных схемах ограничена снизу током включения равного для серийных однопереходных транзисторов 20 мкА. Снижение величины зарядного тока конденсатора 4 без увеличения его емкости, что особенно важно при работе генератора на низких частотах, приводит к значительному расширению диапазона регулирования предлагаемого генератора.

заЗ

9 %

Выз:од

О

u. /

Фиг./

1. РЕЛАКСАЦИОННЫЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий однопереходный транзистор, базы которого через резистор подключены к шинам источника питания, времязадакиций конденсатбр, включенный между эмиттером однопереходного транзистора и отрицательной шиной источника питания, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования частоты, введены датчик тока, включенный последовательно с времязадаюсцим конденсатором, шина источника задакяцего напряжения и соединенные последовательно элемент сравнения и стабилизатор тока, выход которого подключен к эмиттеру однопереходного транзистора, первый вход элемента сравнения соединен с шиной источника задающего напряжения, второй вход - с выходом датчика тока. . 2. Генератор поп.1, отличающийся тем, что датчик ока. вьтолнен в виде соединенных параллельно резистора и диода, включенного в обратном направлении. 3. Генератор по п.1, отличающийся тем, что в качестве § элемента сравнения и стабилизатора тока использован операционный усили(Л тель, инвертирующий вход которого соединен с первыми выводами первого и второго резисторов, вторые выводы которых являются соответственно первым и вторым входами элемента сравнения, неинвертирующий вход операционного усилителя через третий резистор соединен с отрицательной шиной источника питания, а выход ;о операционного усилителя через чет00 вертый резистор соединен с его инсо вертирующим входом и с первым выводом 4 пятого резистора, второй вывод которого является выходом стабилизатора тока.