Автогенератор прямоугольного напряжения Советский патент 1984 года по МПК H02M7/537 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для преобразования постоянного напряжения в переменное прямоугольной формы, снимаемое с вторичной обмотки выходного трансфо15матора, преимущественно в системах автоматики, например в индуктивных датчиках перемещения с подвижной частью магнитопровода указанного трансформатора. Известен автогенератор прямоугольного напряжения, в котором использованы дифференциальные операционные усилители, причем на их , выходе включены токозадающие резист ры, ацепь питания соединена с одно полярньм выходом блока питания, при этом выходной трансформатор имеет д полнительную обмотку положительной обратной связи, обеспечивающие лавинообразный характер переключени усилителей в автогенераторном режиме D. Недостатком таких автогенераторо является наличие на трансформаторе . дополнительных.обмоток положительно обратной связи, что увеличивает мас су и габариты. Изве.стен автогенератор прямоугол ного напряжения,в котором использов ны четыре дифференциальных операцио ных усилителя с -TOICOзадающими резис торами, подключенньми к выходу каждого из усилителей, и двумя двухполярными ограничителями, каждый из которых включен через ограничновающи резисторы между выходами двух усилителей, инвертирующие входы усилителей попарно объединены и подключе ны к первичной обмотке выходного трансформатора, шунтированной двухполярньм ограничителем, неинверти- рующие входы усилителей, объеди.ненные аналогичным образом, подкЛю. чены к другому двухполярнсму ограничителк ij . Такое соединение элементов в уст ройстзе обеспечивает автогенера дню к кольцевую стабилизацию тока через двухполярные ограничители, благодаря чему достигаете высокий коэффициент стабилизации частоты и амплитуды выходного напряжения 2j . Однако такие автогенераторы слож ны из-за большого чксла дифференциальных операционных усилителей и прецизионных резисторов в их схеме. Наиболее близким к предлагаемому является автогенератор прямоугольного напряжения, содержащий дифференциальньгй операционный усилитель, к выходу которого подключена основная последовательная цепь, состоящая из ограничивающего ток резистора и двух встречно-параллельно соединенных стабилитронов, щунтирующих первичную обмотку выходного трансформатора, неинвертирующий вход усилителя подключен к общей точке стабипитронов и указанного резистора и к одному из вьгоодов обмотки первичной обмотки трансформатора, входные вью оды для подключения источника питания, средний из которых соединен с вьшодом первичной обмотки а крайние подключены к питающим вьшодам Дифференциального усилителя, и обмотку положительной обратной связи ГЗ . Это устройство обладает относительно высокой стабильностью частоты и амплитуды выходного напряжения. Недостатком известного устройства является- сложность конструкции (наличие дополнительной обмотки выходного трансформатора). Кроме того, стабнпьность его определяется стабильностью параметров трансформатора, а дополнительная обмотка на трансформаторе снижает надежность всего устройства в целом и увеличивает массу и габариты. . Цель изобретения - уменьщенйё массы и габаритов, а также упрощение устройства; и повыщение его надежности. По.ставленная цель достигается тем, что в автогенератор прямоугольного напряжения, содержащий дифференциальный операционный усилитель, нагруженный на основную последовательную цепь, состоящую из токозадающего резистора и двух встречно-параллельно соединенных стабилитронов, причем стабкпитроны шунтируют первичную обмотку выходного трансформатора, входные выводы fля подключения двухполярного источника питания, средний из которых соединен с одним из выводов указанной обмотки, а крайние подключены к питающим вьшодам дифференциального операционного усилителя, введена дополнительная последовательная цепь состоящая из встреч|ю-параллёльно соединенных стабилитронов и т.окозадающего резис тора, подключенная параллельно.основной последовательной цепи, неинвертирующий вход указанного диффере .циального операционного усилителя подключен к общей Точке токозадаю, щего резистора и стабилитронов основн . последовательной цепи,а инвертирующи вход его подключен к аналогичной то ке дополнительной последовательной цепи. На чертеже представлена принципиальная схема автогенератора прямоугольного напряжения. Устройство подключено к источник питания 1, состоящему из двух последовательно соединенных источников постоянного напряжения. Крайние входные выводы, устройства подключены к соответствующим питающим вьшодам дифференциального операционного усилителя 2j нагруженного на две последовательные цепи, основную и дополнительную, включенные параллельно между выходом усилителя и средним вьшодом источника пи тания. .. Основная последовательная цепь состоит из токозадающего резистора и встречно-параллельно соединенных стабилитронов 4. Стабипитроньг 4 шунтируют подвижную обмотку выходного трансформатора 5, вторичная обмотка которого соединена с вы ходными вьюодами через -фильтр 6. Дополнительная последовательная цепь состоит из встречно-параллельно соединенных стабилитронов 7 и то козадающего резистора 8. Инвертирующий вход усилителя 2 подключен к общей точке стабилитронов и токозадающего резистора дополнительной последовательной цепи, а неинвертирующйй вход - к аналогичной . точке основной последовательной цепи. Автогенератор работает следующим образом. При подключении напряжения питaJ ния/токи в последовательных цепях устанавливаются скачком, причем ток основной цепи пропорционален напряжению стабилитронов 7 и обратно пропорционален сопротивлению резистора 3. Ток дополнительной цепи пропорционален напряжению стабилитронов 4 к обратно пропорционален сопро тивлению резистора 8. Стабилизация токов в последовательных цепях и напряжения на стабилитронах происходит по кольцевому принципу. После окончания фронта выходного напряжения усилителя ток в первичной обмотке трансформатора нарастает экспоненциально только за счет экспоненциального снижения тока через ста.билитроны 4, при этом суммарный ток через резистор 3 постоянен Поэтому, когда ток через первиннзто обмотку трансформатора равен току через резистор 3, стабилитрон 4 закрывается, что вызьшает скачок ЭДС самоиндукции обратной полярности, скачкообраз-. ный реверс выходного напряжения усилителя, и описанный процесс повторяется. В результате к первичной обмотке выходного трансформатора будет приложено переменное напряжение прямоугольной формы высокостабильной частоты и амплитуды. В высокочастотных усилителях токоза ающие резисторы целесообразно шунтировать небольшой емкостью для улучшения фронтов прямоугольного выходного напряжения (на чертеже они показаны пунктиром). Благодаря кольцевому принципу стабилизации токов в последовательных цепях и напр:яжений на стабилитронах предлагаемое устройство может использоваться как источник высокостабильного опорного прямоугольного напряжения для питания любых устройств, содержащих трансформаторные четырехполюсники и многополюсники, например для индуктивных датчиков перемещения. Благодаря предлагаемому соединению элементов схемы автогенератора отпадает необходимость в дополнительной обмотке положительной обратной связи на трансформаторе, что меньшает его массу и габариты, упроает схему в целом и увеличивает надежность всего устройства.

АВТОГЕНЕРАТОР ПРЯМОУГОЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий дифференциальный операционный усилитель, нагруженный на основную последовательную цепь, состоящую из токозадающего- резистора и двух встречно-параллельно соединенных стабилит ронов, причем стабилитроны шунтируют первичную обмотку выходного трансформатора, входные вьшоды для подключения двухполярного источника пи- . тания, средний из которых соединен с одним из вьшодов указанной обмотки, а крайние подключены к питающим вью одам дифференциального операционного усилителя, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью уменьшения массы-и габаритов, а также упрощения и повышения надежности, в него введена дополнительная последовательная цепь из встречно-, параллельно соединенных стабилитронов и токозсдающего резистора, подключенная -параллельно основной после довательной.цепи, неинвертирующий вход дифференциального операционного усилителя подключен к общей точке токозадающего резистора и стабилитронов основной последовательной цепи, а инвертирующий вход его подключен к аналогичной точке дополнительной последовательной цепи.