Расширитель длительности импульсов Советский патент 1986 года по МПК H03K5/04 

Изобретение относится к импульсной технике, может бьЕть использовано в автоматических системах управления и обработки информации для формирования импульсов управляемой длительности, например, для регулирования усиления в радиоприемных устройствах.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей расширителя длительности импульсов за счет обеспечения зависимости длительности выходных импульсов от амплитуды входных.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема расширителя длительности импульсов; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Расширитель содержит операционный усилитель (ОУ) 1, резистор 2 времязадаюш,ей цепочки, накопительный конденсатор 3, отключаюшие диоды 4 и 5, резистор 6 порога срабатывания устройства, конденсатор 7, резистор 8 положительной обратной связи, электролитический разделительный конденсатор 9, источник 10 опорного напряжения, входная 11 и выходная 12 шины.

Источник 10 опорного напряжения через резистор 2 соединен с инвертирующим входом ОУ 1, с анодом первого отключающего диода 4 и накопительным конденсатором 3, другая обкладка которого соединена с общей шиной, катод диода 4 соединен с первой обкладкой разделительного электролитического конденсатора 9 и анодом второго отключающего диода 5, вторая обкладка конденсатора 9 подключена к входной шине 11, катод диода 5 через резистор 6 соединен с неинвертирующим входом ОУ 1, первой обкладкой конденсатора 7 и первым выводом резистора в цепи обратной связи, второй вывод резистора 8 соединен с общей щиной, а вторая обкладка конденсатора 7 соединена с выходом ОУ 1 и значение емкости конденсатора 3 выбирается из условия, чтобы постоянная времени цепи резистор 2 - конденсатор 3 была в несколько раз меньше максимальной длительности выходного импульса. Постоянная времени цепи конденсатор 7 - резистор 8 выбирается из условия, чтобы она не превыи ала длительности выходного импульса.

Значение емкости электролитического конденсатора 9 выбирается значительно превышающем емкость конденсатора 3.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении от источника 10 опорного положительного напряжения (Еач) через резистор 2 на инвертирующий и неинвертирующий входы ОУ 1 поданы соответственно напряжения Um, и , причем Uou Um на величину падения напряжения на резисторе 6 и открытых диодах 4 и 5. Напряжение на выходе ОУ 1 равно fiujx - величине отрицательного напряжения источника питания ОУ 1 (фиг. 2а).

Если на вход устройства 11 подан отрицательный импульс с амплитудой |Liix|

Ifoiil, то он своей отрицательной полуволной заряжает конденсатор 3. При длительности входного импульса .з, где г - сум.ма сопротивлений открытого диода 4 и внутреннего сопротивления источника входных импульсов (не показан), Сз - емкость накопительного конденсатора 3, амплитуда напряжения на инвертирующем входе ОУ 1

(/on (Уш,-(Увх(1-е rcj)

Так как

близко к нулю.

значение --,Л(/ 3

то (Voii f/ori-UH - -, при , что практически и имеет место, абсолютное значение напряжения

.f/.-.

If/oni

при происходит опрокидывание ОУ 1, его выходное напряжение достигает Ямх - величине близкой положительному напряжению источника питания (фиг. 26). Импульс положительной полярности с выхода ОУ 1 через конденсатор 7 положительной обратной связи передается на неин ертирующий вход ОУ 1, благодаря че.му облегчается опрокидывание операционного усилителя 1. Во время действия отрицательного входного импульса, неинвертирующий вход ОУ 1 закрыт от воздействия входного и.мпульса отключающим диодом 5, так как на его анод подано отрицательное напряжение.

Через время т, равное длительности входного импульса, диод 4 закрывается отрицательным напряжением накопительного конденсатора 3. При положительной полуволне отрицательного импульса конденсатор 9 перезаряжается через свое малое обратное сопротивление.

После окончания действия входного импульса накопительный конденсатор 3 разряжается через времязадающий резистор 2 и малое внутреннее сопротивление источника 10 опорного напряжения. При этом выходное напряжение ОУ 1 остается равным Явых, до тех пор, пока накопительный конденсатор 3 не разрядится на времязадающий резистор 2 до величины амплитуды равной 5 При амплитуде напряжения на накопительном конденсаторе Uml Еоп отключающий диод 4 открывается, при этом напряжение на инвертирующем входе принимает значение Um, а на неинвертирующем - Um, ОУ 1 опрокидывается и формирование дли0 тельности импульса прекращается. Напряжение на накопительном конденсаторе в момент опрокидывания ОУ 1

|(/о„| Ifoiil Uon-e Kfy

(2)

основание натурального логарифма;

соответственно сопротивление резистора 2, емкости конденсатора 3. Из равенства (2) находим время t разряда конденсатора 3, равное длительности выходного импульса Твых. / т..ых подставив значение Una ИЗ формулы {1), получают /.2Сз/п U.X;FCIE,

Из формулы (3) видно, что при увеличении амплитуды входного импульса t/nx длительность выходного импульса твых увеличивается (фиг. 26, ь), эффективность изменения длительности выходного импульса таых зависит от времязадаюш.его резистора , а также от длительности входного импульса т и опорного напряжения Eon.

При (Уо11(Ум ОУ 1 приходит в исходное положение.

При входном же импульсе положительной полярности опрокидывание ОУ 1 не происходит потому, что значения резисторов б и 8 выбирается из условия

Lion t/Bx,,,,;.

; f/ori.

А 1| |- А

где , - значения сопротивлений резисторов 6 и 8;

- максимальная амплитуда напряжения входного импульса. Благодаря этому происходит селекция входных импульсов по знаку.

Устройство изготовлено в виде макета и опробовано в лабораторных условиях. В качестве ОУ 1 использована микросхема К140УД1А, отключающих диодов - диоды Д311, источника опорного напряжения - стабистор КС113А. При изменении амплитуды импульсов, имеющих длительность 5 МКС и частоту 50 импульсов в секунду, от 0,78 до 40 В длительность выходных импульсов изменяется от 6 до 20000 мкс.

Таким образом, расщиритель импульсов по сравнению с известным обеспечивает зависимость длительности выходных импульсов от амплитуды входных за счет того, что

Формула изобретения

Расширитель длительности импу.:1ЬС(1в, содержащий операционный усилитель, конденсатор и резистор в цепи положительной обратной связи операционного усилителя, резистор времязадающей цепочки, источник опорного напряжения, накопительный KOiiденсатор, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения зависимости длительности выходных импульсов от амплитуды входных, в него введены два отключающих диода, резистор порога срабатывания и разделительный электролитический конденсатор, при этом источник опорного напряжения через резистор времязадающей цепочки соединен с инвертирующим входом опера

ционного усилителя, с анодом первого отключающего диода и первой обкладкой накопительного конденсатора, другая обк.падка которого соединена с общей щчной, катод первого выключающего диода соединен с первой обкладкой разделительного электролитического конденсатора и анодом второго отключающего диода, вторая обкладка электролитического конденсатора подключена к входной щине, катод второго отключающего диода через резистор порога срабатывания соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя, первой обкладкой конденсатора и первым выводом резистора цепи обратной связи, второй вывод которого соединен с обшей шиной, а вторая обкладка конденсатора подключена

0 к выходу операционного усилителя и выходной шине. напряжение на инвертируюп.ем входе (У зависит от амплитуды входного импульса. Такое свойство предлагаемого устройства расщиряет его функциональные возможности, в частности позволяет использовать его в системах автоматической регулировки усиления импульсных приемниках.