Генератор прямоугольных импульсов Советский патент 1985 года по МПК H03K3/28 

- 1)

-г-6

01

ивш VI

Од СП

О П Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для построения генераторов пря моугольных импульсов с высокой ста бильностью частоты и скважности, Известны генераторы прямоугольны импульсов, содержащие операционный усилитель, выход которого подключен к шине нулевого потенциала через RC-MOCT, при этом диагональ моста подключены к входам операционного усилителя 1, Недостатком таких устройств явля ется низкая стабильность частоты и скважности генерируемых импульсов. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является генератор прямоугольных импульсов, содержащий RC-мост и операционный усилитель, входы которого подключены к выходной диагонали RC-моста, входная диагональ которого одним концом подключена к выходу операцио ного усилителя, а другим к шине н левого потенциала 2, Недостатком известного генератора является низкая стабильность час тоты и скважности импульсов при изменении положительного или отрицательного напряжения питания относи- тельно шины нулевого потенциала, а также из-эа различных и непостоянных напряжений насьЕцения выхода опе рационного усилителя. Цель изобретения - повышение ста бильности частоты и скважности гене рируемых импульсов. Поставленная цель достигается те что в генератор прямоугольных импульсов , содержащий времязадающий RC-MOCT и операционный усилитель, входы которого подключены к выходно диагонали RC MocTaj входная диагональ которого подключена одним концом к выходу операционного усилител введен дополнительный ковденсатор, подключенный одним вьгоодом к шине нулевого потенциала, а другим к д гому концу входной диагонали с-мос На фиг, приведена принципиальна электрическая схема предлагаемого г HepaTopaj на фиго2 - эгпоры напряжен поясняющие работу генератора прямоугольных импульсов. Генератор прямоугольных импульсо содержит операционный усилитель I, выход которого подключен к одному концу входной диагонали RC-моста 2, 02 вьтолттенного на последовательно сое-1 диненных резисторах 3 и 4 и последовательно соединенных резисторе 5 и конденсаторе 6, а другой конец вход- рюй диагонали подключен к шине нулевого потенциала через дополнительный конденсатор 7. На эпюрах (фиг,2) обозначены: -.Ь1 напряжение на выходе операционного усилителя 1; Upj,,- максимальные (положительное и отрицательноеjвыходные напряжения операционного усилителя 1 относительно пшны нулевого потенциала (напряжения насыщения ); и - максимальные напряжения на выходе делителя, состоящие из резисторов 3 и 4; и - напряжение на конденсаторе 6) U.J - напряжение на дополнительном конденсаторе 7 относительно нулевого потенциала t, - длительности положительного и отрицательного импульсов. Генератор работает следующим образом. Допустим, что на выходе операцион- ного усилителя имеется отрицательное напряжение (J , . В этом положении операционный усилитель удерживается положительной обратной связью по ре- зистивному делителю из резисторов 3 и 4 до тех пор, пока на времязадающем конденсаторе 6 уменьшающееся по экспоненциальному закону напряжение не достигает напряжения, равного напряжению UI в точке соединения резисторов 3 и 4, В этот момент полярность на выходах операционного усилителя изменяется на противоположную и напряжение на его выходе лавинообраз но изменяется на противоположное Ug,,,,. В течение отрицательного импульса дополнительный конденсатор 7 заряжается до небольшого отрицательного.значения, так как величина емкости до полнительного конденсатора 7 выбирается намного большей, чем у конден сатора 6, После появления на выходе операционного усилителя напряжения он остается в этом положении до тех пор, пока возрастающее по экспоненциальному закону напряжение на конденсаторе 6 не достигнет величины и - напряжения на точке соединения резисторов 3 и 4. Вновь проис ходит лавинообразный переброс выход ного напряжения операционного усилителя до и . Процесс повторяется В установившемся режиме генерации на дополнительном конденсаторе устанавливается постоянное напряжение, равное среднему арифметическому от переменного напряжения на в ходе .операционного усилителя, так как цепочка, состоящая из резисторов 3 и 4 и конденсатора 7, предста ляет собой интегрирующую Rc -цепоч ку, подключенную на выход операцион ного усилителя. Очевидно, что положение общей шины относительно шин питания или напряжений наеьщения оп рационного усилителя в такой схеме не влияет на потенциал относительно напряжений насыщения операционного усилителя точки соединения дополнительного конденсатора 7 с времязада щим мостом 2, причем этот потенциал как среднее значение выходного напряжения равен среднему арифметичес кому от положительного и отрицательного напряжений насьпдения операционного усилителя. В соответствии с принятыми обозначениями (фиг.2), закоротив дополнительный конденсатор 7 и приняв 9ЫК -4 положит ельными величинами относительно общей шины, получаем для t и t следующие выра жения: i R,c,en- (2) Если дополнительный конденсатор 7 вм не закорачивать. и необходимо измерять относительно точки соединения конденсатора 7 с входной диагональю моста 2. Учитьшая, что потенциал этой точки равен среднему арифметическому от положительного и отрицательного напряжений насыщения операционного -вык лителя, получаем, что При этом .R5C,n(.2-) (ъ Отсюда следует, что частота и скважность генерируемых импульсрв не зависит от колебания напряжений питания и насыщения операционного усилителя. Следует отметить, что несмотря на то, что по средней постоянной составляющей налицо положительная обратная связь, генератор при любых номиналах элементов моста 2 работает устойчиво, так как коэффициент этой обратной связи меньше единицы, и напряжение на конденсаторе 7 всегда стремится к среднему значению между Ut, и U Бьшолнение генератора прямоугольных импульсов по предлагаемой схеме позволяет значительно повысить стабильность его частоты и скважности, не прибегая к стабилизации напряжений питания операционного усилителя.

+

ивых I

ивш

X

/

ut

/

ив

Ш

ич.

X

Ufy

/

/

X

ГЕНЕРАТОР ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ, содержащий времязадающий RC-MOCT и операщюнный усилитель, входы которого подключены к выходной диагонали RC-моста, входная диагональ которого подключена одним концом к выходу операционного усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности частоты и скважности генерируемых им пульсов, в него введен дополнительный, конденсатор, подключенный одним выводом к шине нулевого потенциала, а другим - к другому концу входной диагонали Rc-моста.

ttфиг2