Управляемый генератор Советский патент 1986 года по МПК H03K3/02 

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в системах управления автоматизированш 1ми частотными электроприводами в качестве задающего генератора прямоугольного напряжения, управляющего делителем частоты (кольцевой пересчетной схемой) системы управления непосредственным преобразователем частоты, а также в импульсной технике в качестве генератора прямоугольного сигнала регулируемой частоты заданной скважности.

Цель изобретения -.обеспечение стабильности скважности в широком диапазоне изменения частоты к подстройка скважности.

На -чертеже представлена принципиальная схема генератора.

Генератор содержит симметричн1.1й мультивибратор-автогенератор на операционном усилителе 1, осуществляющий генерации за счет положительной обратной связи через времязадающий RC-MOCT на конденсаторе 2 и резисторах 3, 4 и 5. Выходная диагональ RC-моста подключена к дифференциальным входам усилителя 1 (выход делителя из резисторов 3 и 5 к неинвертирующему входу). Входная диагональ RC-моста подключена через параллельную RC-цепь 6, обеспечивающую необходимый режим самовозбу кдения и влияющую на стабильность скважности, к выходу 7 операционного усилителя 1 Выход 7 операционного усилителя 1 соединен с первым входом суммирующего операционного усилителя 8, выход которого через резистор 9 соединен с неинв.ертирующимВХОДОМ операционного усилителя 1, Второй вход суммирующего операционного усилителя 8 соединен с входной шиной 10 источника управляющего напряжения, а третий его вход - с выходной шиной 11 источника напряжения смещения. Суммирующий усилитель 8 реализуется на масштабных резисторах 12 (первый вход), 13 (второй вход) ti 14 (третий вход) и резисторе 15 обратной связи. Неинвертирующий вход операционного усилнтеля 1 через первый дополнительный подстроечный резистор 16 соединен с входной шиной 10 источника угфавляющего напряжения, а через второй дополнительный резистор 17 - с выходной шиной 11 источника напряжения смещения.

Управляемый генератор работает следуюпщм образом.

На неинвертирующий вход операционного усилителя 1 подаются импульсы с выхода делителя напряжения на резисто эах 3 и 5 и с выхода суммирующего операционного усилителя 8, которые определяют величину порогового напряжения на неинвертирующем входе операционного усилителя 1.При достижении напряжением на инвертирующем входе операционного усилителя 1 в процессе перезарядки конденсатора 2 времязадающей цепи (на конденсаторе 2 и резисторе 4) под воздействием выходного напряжения релейного злемента (на операционном усилителе 1 с резистором 5), величины порогового напряжения на неинвертирующем входе происходит опрокидывание релейного элемента в другое состояние с изменением полярности выходного напряжения мультивибратора на операционном усилителе 1.Ток через конденсатор 2 меняет направление, изменяется знак порогового напряжения, задающего очередной момент смены состояний релейного элемента, т.е. момент формирования фронта очередного импульса. Для управления величиной порогового напряжения, определяющего время заряда конденсатора 2 и, следовательно, период выходных колебаний, на один из -входов суммирующего уситштеля 8 через резистор 13 от источника 10 управляющего напряжения подается управляющий аналоговый сигнал, а на другой через резистор 12 - прямоугольное напряжение с выхода мультивибратора. Сопротивления резистора 15 обратной связи и резистора 12 усилителя 8 подобраны так (R,5 1) 5 что уровень выходных прямоугольных разнополярных импульсов усилителя 8 (Uyj,p UJ равен максимальному значению (Uivmn ) .Дальнейшее увеличение уровня импульсов на выходе суммирующего операционного усилителя 8 невозможно из-за его насыщения.

Когда на вход суммирующего операционного усилителя 8 с выходной шины 11 подается напряжение смещения , то при суммировании на входе суммирующего операционного усилителя 8 напряжения смещения и полуволн прямоугольного напряжения совпадающей полярности уровень выходных импуль3сов суммирующего операционного усилителя 8 неизменен, а при суммировании напряжения смещения и полуволн противоположной полярности выходные импульсы уменьшаются (смещаются) на величину смещающего сигнала вплоть до полного исчезновения импульсного напряжения при увеличении U и насьщ1ении усилителя, т.е. происходит модуляция по уровню. При подаче на вход суммирующего операционного усилителя 8 с входной шины 10 управляющего нагфяжения U,, противоположной напряжению смещения полярности происходит рост уровня выходных импульсов пропорционально управляемому напряжению.Для устранения значительных вариаций соотношения переменной и постоянной составляющей выходного напряжения суммирую щего операционного усилителя 8,поступающего через резистор 9 на неинвертирующий вход операционного усилителя 1, на последний через второй дополнительный резистор 17 подается напряжение смещения U, источника напряжения смещения, которое компенсирует до нуля напряжение насыщения усилителя 8 при О, что необходимо для получения симметричного напряжения генератора. Величина сопротивления резистора 14 (R, ) устанавливается такой, чтобы обеспечивалось насыщение усилителя 8 при I-Mнимальной выходной частоте ,,„ R, И RJI R,JI R 77 RI RJ л R , соответстJ -м 1в венно величины сопротивлений- резисторов 3,4,9,16,17. Cj - величина емкости конденсатора 2При подстройке скважности с помощью резистора 16 для получения частоты, имеющей форму меандра,если ia CMi iC,01R,, где Rj - Rg - R,3 - f т R,, Rr, R, - соответстS ,2 13 -Yl S венно величины сопротивлений резисторов 5,12,13,14,15, величина R определяется равенством R, -Кц что обеспе швает равенство уровней отрицательной и положительной частей периода суммарного сигнала на неинвертирующем входе операционного усилителя 1 в соответствии с необходимым соотношением сигналов, поступающих на него с резисторов 16 и 9(1:2) Формула изобретения Управляемый генератор по авт.св. № 744918, отличающийся тем, что, с целью обеспечения стабильности скважности в широком диапазоне изменения частоты и подстройки скважности, неинвертирующий вход операционного усилителя через первый дополнительный подстроечный резистор соединен с выходной шиной источника управляющего напряжения,, а через второй дополнительный резистор - с выходной шиной источника напряжения смещения.