Генератор пилообразного напряжения Советский патент 1985 года по МПК H03K4/502 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова но, например, в устройствах автоматики. Цель изобретения - снижение токо потребления при одновременном повышении надежности устройства в работ На чертеже приведена принципи.альная электрическая схема генерато ра пилообразного напряжения. Устройство содержит первый стабилизатор 1 тока, включенньм между шиной 2 источника питания и потендаальной обкладкой конденсатора 3, параллельно которому подключен разрядный элемент 4, второй стабилизатор 5 тока, включенный между шиной 2 источника питания и входом питания дифференциального усилителя 6, первый вход которого соединен с потенциальной обкладкой конденсатора 3, второй вход через резистор 7 - с общей шиной устройства, первы коллекторный выход - с управляющим входом разрядного элемента 4, второ коллекторный выход дифференциальног усилителя соединен с вторым его вхо дом. Первый стабилизатор 1 тока выпол нен на транзисторах 8 и 9, резисторе 10, второй стабилизатор 5 тока на транзисторах 11 и 12, резисторе 13, дифференциальный усилитель - на транзисторах 14 и 15. Устройство работает следующим образом. Пусть в начальный момент времени конденсатор 3 разряжен, поэтому в базовой цепи транзистора 15 появляется ток, транзистор 15 начинает. открьшаться и ток его -коллектора вы зывает приращение напряжения на резисторе 7, что влечет за собой запирание транзистора 14 и элемента 4, Весь ток генератора тока f на транзисторах 12 и И и резисторе 13 течет через транзистор 15 и создает на резисторе 7 падение напряжения

,

где Rr, - сопротивление резистора 7, Конденсатор 3 начинает заряжаться стабильньм током if) с выхода стаби-пизатора t тока. Напряжение на потенциальной обкладке конденсатора 3 в этом случгае нарастает по линейному закону. Как только напряжение

«7

Е

и I /.sl

/.slR

m

1)

Сле овательно, при изрестном напряжении Ер амплитуда пилообраз.ного напряжения определяется практически только отношением резисторов 13 и 7, которое даже в случае пинч -резисторов (при изготовлении ГПН по интегральной технологии) на конденсаторе 3 превышает напряжение bj , появляется базовый ток транзистора 14. В цепи коллектора транзистора 14 появляется ток, что вызывает уменьшение тока коллектора транзистора 15, соответственно уменьшение падения напряжения на резисторе 7 и еще большее отпирание транзистора 15. Транзистор 15 полностью закрывается, и весь ток i начинает протекать через транзистор 14. Транзистор разрядного элемента 4 открывается, и конденсатор 3 начинает разряжаться по экспоненциальному закону. В этом время падение напряжения uU на резисторе 7 обуславливается протеканием базового тока транзистора 15 IS 15 и равно - s. |3)4 коэффициент усиления по току транзистора 14 в схеме с эмиттером. Очевидно, что (J таким образом напряжение uU определяет нижний уровень переключения транзисторов 14 и 15 дифференциального усилителя 6. Как тсшько напряжение на конденсаторе 3 в процессе разряда становится ниже напряжения дИ , падение напряжения на резисторе 7 увеличива-, ется, транзистор 14, а значит, и транзистор разрядного элемента закрыванЗтся, открывается транзистор 14 и процесс заряда конденсатора 3 повторяется. Размах ntmoo6pa3Horo напряжения U определяется из выражения ,-.и,).. (,) п г Если учесть, что ,где Ь„ напряжение источника питания, R сопротивление резистора 13, то выражение .(1) можно представить в виде 3 можно вьщержать с точностью до 1%. Таким образом, площадь, занимаемую этими резисторами на подложке, мож но значительно уменьшить. Период колебаний предлагаемого ГПН Т-Т,.Тр, где Т - время заряда конденсатора до напряжения Тр - время разряда конденсатор 3 до напряжения и U Коэффициент усиления по току транзистора элемента 4 достаточно высок (), поэтому током ip транзистор вводится в глубокое насыщение, и ток разряда ip много больще тока заряда i . Время заря да и разряда и конденсатора 3 определяетсяЧ р где С, - ёмкость конденсатора 3. Очевидно, что в этом случае выполняется условие Тр Т поэтому ТлТ В свою очередь R... - сопротивление резистора Подставив выражение (2) и (4) в (3), получим 2 -«4-F) т.е. период колебаний очень слабо зависит от напряжения источника питания . Таким образом, в схеме устрбйсТйа реализуется интеграция функций элементов, входящих в состав генератора. Транзисторы дифференциального усилителя 6 вьшолняют не только функцию сравнения напряжения, приложенного к его входам, но формируют верхний и нижний уровни сравнения совместно с резистором 7 (в известном устройстве для целей формирования верхнего и нижнего уровней напряжений на конденсаторе используется коммутируемый делитель напряжения). Сле- ; довательно, снижается токопотребление за счет устранения тока делителя и цепей управления коммутирующих транзисторов, а также уменьшается площадь, занимаемая элементами, на подложке в случае .изготовления генератора по интегральной технологии, за счет чего повышается надежность его работы. I . Преимущества предлагаемого ГПН перед известным достигнуты без ухудшения других его параметров.

ГЕНЕРАТОР ПИЛООБРАЗНРГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий первый стабилизатор тока, включенный между шиной источника питания и потенциальной обкладкой конденсатора, параллельно которому подключен разрядньй элемент, второй стабилизатор тока, включенный между шиной источника питания и входом питания дифференциального усилителя, первый вход которого соединен с потенциальной обкладкой конденсатора, второй вход через резистор - с общей шиной генератора f первый коллекторный выход с управляющим входом разрядного элемента, отличающийся тем, что, с целью снижения токопотребления при одновременном повышении надежности генератора в работе, второй коллекторный выход дифференциального усилителя соединен (Л с вторым его входом.