Управляемый генератор пилообразного напряжения Советский патент 1985 года по МПК H03K4/48 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, в качестве модулирующего устройства различного рода фазовращателей. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем получения в автоколебательном режиме пилообразного напряжения с изменяющимися по псевдослучайному закону прямым и обратным ходом. На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - эпюры, поясняющие его работу; на фиг. 3, 4 примеры выполнения блоков. Устройство содержит накопительный конденсатор 1, соединенный с выходом управляемого токостабилизирующего двухполюсника 2 и выходом разрядного ключа 3, блоки 4, 5 управления амплитудой и крутизной пилообразного напряжения, элмент б сравнения, выход которого соединен с входом разрядного ключа 3, а входы соединены соответственно с выходом блока 4 управления амплитудой пилообразного напряжения и накопительным конденсатором 1, выход блока 5 управления крутизной пилообразного напряжения соединен с входом токостабилизирующего двухполюсника 2, сдвигающий регистр 7 - с логическим элементом 8 в цепи его обратной связи, выход которого соединен с входом блока 5 управления крутизной пилообразного напряжения, а вход - с выходом элемента 6 сравнения, разрядный ключ 3 выполнен в виде токостабилизирующего двухполюсника, элемент ИЛИ 9, триггер 10, дополнительный элемент 11 сравнения, первьш вход которого соединен с входом элемента 6 сравнения, а второй вход - с вторым выходом блока 4 управления амплитудой пилообразного напряжения, первый и второй входы триггера 10 соединены соответственно с выходами элемента 6 сравнения и дополнительного элемента 1 1 сравнения,а прямой и инверсный выходы - с вторым входом управляемого токостабилизирующего двухполюсника 2 и первым входом разрядного ключа 3, второй вход которого соединен с выходом блока 5 управления крутизной пилообразного напряжения, а элемент ИЛИ 9 включен между выходом элемента 6 сравнения и входом сдвигающего регистра 7, второй вход элемента ИЛИ 9 соединен с выходом дополнительного элемента 11 сравнения. Разрядный ключ 3 в виде токостабилизирующего двухполюсника может быть выполнен, например, на транзисторе. Устройство работает следующим образом. Формирование прямого хода пилообразного напряжения осуществляется путем заряда накопительного конденсатора 1 стабилизированным током с двухполюсника 2, крутизна которого определяется величиной постоянного напряжения с блока 5, подключаемого по команде с триггера 10 управления. Величина постоянного напряжения с блока 5 пропорциональна значению двоичного кода с выхода сдвигающего регистра 7, охваченного логической обратной связью. Логическая обратная связь вычисляет некоторую логическую функцию содержания некоторых К ячеек и подает его на вход первой ячейки, чем обеспечивается непрерывность работы. Формирование обратного хода пилообразного напряжения осуществляется путем разряда накопительного конденсатора 1 стабилизированным током через разрядный ключ 3, крутизна которого определяется величиной постоянного напряжения с блока 5, подключаемого по команде триггера 10 управления. Триггер 10 управляется выходными сигналами элементов 11 сравнения, которые срабатывают по достижении пилообразным напряжением соответственно уровней Uoi , Uo2, формируемых блоком 4. Выходные сигналы элементов сравнения через элемент ИЛИ 9 подаются на вход сдвигающего регистра 7 для изменения кода на выходе его, а следовательно, и изменения управляющего напряжения с выхода блока 5. При включении питания начальный код, присутствующий в сдвигающем регистре 7, преобразуется в соответствующий уровень напряжения блоком 5 управления крутизной пилообразного напряжения (фиг. 2 а). Сдвигающий регистр с логическим элементом 8 в цепи обратной связи служит для формирования псевдослучайной последовательности кодов, структура которой зависит от длины регистра и схемы включения цепи обратной связи. Для того, чтобы сдвигающий регистр не прекратил работу после N тактов, необходимо применить обратную связь, которая вычисляет некоторую логическую функцию состояния ячеек и подает его на вход первой ячейки. Этим обеспечивается автоколебательный режим работы генератора. При соответствующем выборе логической обратной связи число состояний сдвигающего регистра достигает , где п - разрядность (длина) сдвигающего регистра. Сформированное блоком 5 пропорциональное выходному коду напряжение поступает на двухполюсник 2 и разрядный ключ 3, которые управляются триггером 10 управления. При наличии на инверсном выходе триггера 10 разрешающего уровня происходит заряд накопительного конденсатора 1 током, крутизна которого определяется величиной напряжения с блока 5 (фиг. 2 б) через двухполюсник. При достижении на накопительном конденсаторе 1 напряжения уровня Uo2 элемент 11 сравнения срабатывает, переключая триггер в противоположное состояние. Импульсный сигнал (фиг. 2 в) с элемента 11 через элемент ИЛИ 9 поступает на вход сдвигающего регистра 7, устанавливая его в очередное псевдослучайное состояние. При этом с прямого выхода триггера 10 (фиг. 2 б) снимается разрешающий уровень и происходит разряд накопительного конденсатора 1 током, крутизна которого определяется значением двоичного кода в сдвигающем регистре преобразованного в постоянное напряжение блоком 5 (фиг. 2 б). При достижении на накопительном конденсаторе 1 напряжения Uoi элемент б сравнения срабатывает, переключая триггер в противоположное состояние, и своим импульсным сигналом через элемент ИЛИ 9 устанавливает сдвигающий регистр 7 в новое псевдослучайное состояние. Далее процесс формирования повторяется. Блок 5 управления крутизной представляет собой цифроаналоговый преобразователь, выполненный на микросхеме 594ПА1 (двенадцатиразрядный цифроаналоговый преобразователь). Пример выполнения разрядного и зарядного ключа (двухполюсник 2, ключ 3) приведен на фиг. 3. В качестве аналогового ключа можно использовать микросхему 143КТ1 (два аналоговых ключа в одном корпусе), а также ключи серии 590. Пример выполнения формирователя псевдослучайного кода с длиной регистра равной 4096 значений приведен на фиг. 4. В качестве сдвигающего регистра 7 использованы микросхемы 133ИР1 (D1, D3, D6). По правилу построения генераторов псевдослучайных последовательностей необходимо замкнуть логическую обратную связь (сложение по модулю 2) для 12-разрядного регистра с 6, 8, И и 2 разрядами. Это осуществляется на микросхемах типа 133ЛП5. Чтобы регистр сдвига не прекратил работу после N тактов (случай, когда на всех выходах ячеек устанавливается нулевое состояние), в цепь обратной связи вводится схема анализа этого состояния (D2, D5, D7, D8 - инверторы и схемы совпадения, микросхемы серии 133) и на вход первой ячейки регистра сдвига вводится единица (начальное состояние), после чего цикл формирования псевдослучайных состояний регистра повторяется на всю длину регистра . Поскольку изменение кода на выходе сдвигающего регистра с логической обратной связью носит псевдослучайный характер, соответственно и крутизна пилообразного напряжения в каждом периоде носит также псевдослучайный характер.

УПРАВЛЯЕМЫЙ ГЕНЕРАТОР ПИЛООБРАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ по авт. св. № 1045361, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем получения в автоколебательном режиме пилообразного напряжения с изменяющимися по псевдослучайному закону прямым и обратным ходом, разрядный ключ выполнен в виде токостабилизирующего двухполюсника и в устройство введены элемент ИЛИ, триггер, дополнительный элемент сравнения, первый вход которого соединен со входом элемента сравнения, второй вход - со вторым выходом блока управления амплитудой пилообразного напряжения, первый и второй входы триггера соединены соответственно с выходами элемента сравнения и дополнительного элемента сравнения, а прямой и инверсный выходы соответственно - со вторым входом управляемого токостабилизирующего двухполюсника и первым входом разрядного ключа, второй вход которого соединен с выходом блока управления крутизной пилообразного напряжения, а элемент ИЛИ включен между выходом элеменi та сравнения и входом сдвигающего регистра, причем второй вход элемента ИЛИ СЛ соединен с выходом дополнительного элемента сравнения. со ел со

Уо1

фиг. 2