Генератор Советский патент 1988 года по МПК H03K3/02 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при построении генераторов импульсов с электронно-регулируемой частотой.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и области применения за счет обеспечения возможности генерирования импульсов как со скважностями, близкими к нулю и близкими к единице, так и со скважностью, равной 0-, 5.

На фиг.1 изображена принципиальная схема генератора; на фиг.2 - временныё диаграммы, поясняющие его работу,.,

Генератор содержит первый компаратор 1, неинвертирующий вход которого подключен к шине 2 смещения, вы- ход - через интегратор 3 к неинвертирующему входу второго компаратора 4, инвертирующий вход которого соединен с шиной 5 управления частотой генерации, при этом эмиттер первого транзистора 6 соединен с общей шиной, база соединена через первый.резистор 7 с выходом второго компаратора 4 и первой выходной шиной 8, через второй резистор 9 - с второй выходной шиной 10, с инверсным входом первого ком- 1паратора 1 и с коллектором второго транзистора 11, эмиттер которого соединен с шиной источника питания и через третий резистор ( резистор нагрузки) 12 с коллектором.первого транзистора 6, с третьей выходной шиной 13 и с эмиттером третьего транзистора 14, коллектор которого через четвертый резистрр 15 подсоединен к базе второго транзистора 11, а база чере;з пятый резистор 16 соединена, с четвертой выходной шиной.17 и выходом третьего компаратора 18, инвертирующий вход которого соединен с общей шиной, а неинвертирующий вход - с пятой выходной шиной 19 и выходом интегратора 3,.

Устройство работает следующим образом.

Рассмотрим работу генератора с момента времени (см,фиг,2), когда на генератор подано напряжение источником питания генератора. При этом

транзисторы 6, 11 и 14 заперты, напряжения на щинах 8, 10 и 19 равны нулю, а напряжение на выходных шинах 13 и 17 высокое. Конденсатор интегратора 3 разряжен, и напряжение на

0

з

0 5 О

5

5

0

5

выходе интегратора 3 равно нулю. Начиная с момента t (см,фиг,2), напряжение с выхода компаратора 18 высокое, поскольку положительное напряжение поступает на его неинвертирую- myiPi вход с выхода интегратора 3, напряжение с которого плавно увеличивается в связи с тем, что с выхода компаратора 1 поступает напряжение положительной полярности (на неинвертирующем входе напряжение равно нулю, а на шину 2 подано напряжение смещения положительной полярности).

Таким образом, цри подаче напряжения питания на генератор последний без всякой установки в исходное состояние может установиться только в определе.нное указанное состояние,

После момента времени t (см, фиг,2) указанное состояние генератора остается неизменным до момента времени t (см,фиг,2), когда напряжение с выхода интегратора 3 превышает напряжение U gj на шине 5 управления частотой работы генератора. При этом на выходе компаратора 4. и выходной шине 8 формируется высокий потенциал, от которого через резистор 7 происходит отпирание транзистора 6, вследствие чего напряжение на коллекторе транзистора 6 понижается и отпирается транзистор 14, так как через его базу начинает протекать ток от напряжения с выхода компаратора 18 через резистор 16 и коллектор-эмиттер транзистора. 6, а также начинает протекать ток коллектора транзистора 14 и ток базы транзистора 11, Транзистор 11 насыщается и на его коллекторе и выходной ши.не 10 формируется высокий потенциал, напряжение на выходной шине 13 близко к нулю из-за насыщения транзистора 6. При формировании напряжения на инвертирующем входе компаратора 1 более напряжения,на шине 2 на выходе компаратора 1 формируется отрицательный потенциал, под действием которого выходное напряжение с выхода интегратора 3 начинает убывать. Как только напряжение с выхода интегратора 3 становится м.еньше напряжения на шине 5, напряжение на выходе компаратора 4 становится равным нулю или отрицательным, в зависимости от типа используемого компаратора 4, напряжение на выходной шине 8 вновь становится равным нулю. Длительность импульса

на шине 8 определяется быстродействием используемых в нем элементов и постоянной времени интегратора 3 (длительность выходного импульса равна времени, при котором напряжение с выхода интегратора 3 станет меньше напряжения возврата компаратора 4 в исходное состояние). После перехода компаратора А в исходное состояние состояние транзистора 6 остается неизменным, так как он насыщается током резистора 9,

В момент времени t(см,фиг.2) нап 1ряжение с выхода интегратора 3 становится меньше напряжения на инвертирующем входе компаратора.Т8 и напряжение на его выходе становится равным нулю, транзисторы 6, 11 и 14 запираются, напряжение на шине 10 становится близким к нулю, а напряжение на шине 13 становится высоким (равным напряжению.источника питания Е). Напряжение с выхода компара,тора 1 становится положительным и напряжение с выхода интегратора 3 начинает увеличиваться, компаратор 1 приходит в исходное состояние и напряжение на его выходе вновь становится высоким.

Далее проЦесеы в генераторе аналогичны рассмотренным.

При изменении величины напряжения и.„ на шине 5 изменяется время досDA

тижения уровня срабатываний компараторов 1, 4 и 18, вследствие чего изменяется и ча.стота работы генератора Максимальная частота выходных импульсов соответствует напряжению на шине 5, близком к нулю, которое может составлять всего несколько микровольт, тогда как минимальная частота определяется допустимыми напряжениями на компараторах, составляющими десятки вольт., т.е, диапазон регулирования частоты импульсов более 3-6 порядков. Стабильность работы генератора в основном зависит от стабильности работы интегратора 3,

Таким образом, предлагаемый генератор на шине 1 формирует короткие

5

0

5

0

5

0

импульсы со скважностью, близкой к нулю, на шине 4 - импульсы со скважностью, близкой.к единице, на шинах 10 и 13 - импульсы со скважностью 0,5, но в противофазе на шине 19 формируются импульсы пилообразной формы с равными углами наклона возрастания и спада. Генератор может иметь мощный выход на нагрузке 12 при большом КПД, после подачи напряжения питания устанавливается в определенное заранее известное состояние,

Формулаизобре тения

Генератор, содержащий шину управ- ления частотой генерации, два компаратора, интегратор, вход которого соединен с выходом первого компаратора, а выход - с неинвертирующим входом второго компаратора, инвертирующий вход которого соединен с шиной управления частотой генерации, и выходные ШИНЫ , отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и области применения, в него дополнительно введен третий компаратор, пять резисторов и три транзистора, эмиттер первого из которых соединен с общей шиной, база соединена через первый резистор с выходом второго компаратора и с первой выходной шиной, через второй резистор - с второй выходной шиной, с инверсным входом первого компаратора и с коллектором второго транзистора, змиттер которого соединен с шиной источника питания и- через третий резистор - с коллектором первого транзистора, с третьей выходной ши45

ной и с змиттером третьего транзистора, коллектор которого через четвертый резистор подсоединен к базе второго транзистора, а база через пятый резистор соединена с четвертой выходной шиной и с выходом третьего компаратора, инвертирующий вход которого соединен с общей шиной, а неинвертирующий вход - с пятой выход- 50 ной шиной и выходом интегратора.

и

8Ш S

Изобретение может быть использовано при портроении генераторов импульсов с электронно-регулируемой частотой. Изобретение расширяет функциональные возможности генератора путем генерирования импульсов как со скважностью, близкой к нулю и к единице, так и со скважностью, равной 0,5.. Генератор содержит три транзистора 6, 11 и 14, три компаратора 1,4 и 18, резисторы, конденсаторы, входные и выходные шины. На шине 2 формируются импульсы со скважностью, близкой к нулю, на шине 5 --со скважностью, близкой к единице, а на шинах 10 и 13 - импульсы со скважностью 0,5. На шине 19 формируются импульсы пилообразной формы с равными углами наклона, возрастания и спада. После .подачи напряжения питания генератор устанавливается в определенное, заранее известное состояние. 2 ил. W S (Л со ОО 01 Ci О5 Фив.

t,.

iiSirixi

Фиг. 2