Генератор линейно изменяющегося напряжения Советский патент 1988 года по МПК H03K4/06 

со (;о 4

м4

СП

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, для получения кусочно- линейных корректирукяцих сигналов слож ной формы в телевизионных системах.

Целью изобретения является повышение точности воспроизведения линейно изменяющегося напряжения заданной за счет повышения точности установки начального уровня сигнала и обеспечения коррекции накопившейся ошибки в каждом узле интерполяции.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - структурная схема генератора ступенчатого напряжения на фиг. 3 - эпюры, поясняющие работу генератора.

Генератор линейно изменяющегося напряжения содержит первый резистор 1, первый вывод которого соединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя 2, который через второй резистор 3 соединен с его выходом и с первым выводом третьего резистора 4, второй операционный усилитель 5, неинвертирукяций вход которого соединен с общей шиной устройства, инвертирукяций вход через первый конденсатор 6 соединен с его выходом, который подключен к первому вьшоду четвертого резистора 7, второй вьшод которого соединен с первым выводом пятого резистора 8, пер- вьй ключ 9, выход которого соединен с первым выводом шестого резистора 11, а управляющий вход соединен с управляющим входом второго ключа 10, второй конденсатор 12, первая обклгщ ка которого соединена с общей шиной устройства, генератор 13 ступенчатог напряжения, элемент ИЛИ 14, первый вход которого соединен с шиной 15 .сигнала предварительной установки и входом установки генератора 13 ступенчатого напряжения, второй вход - с выходом синхроимпульсов генератора 13 ступенчатого напряжения, а выход - с управлякяцими входами первого ключа 9, вход которого соединен с первым выводом третьего резистора 4, выход - с вторым выводом его, а второй вьшод шестого резистора 11 соединен с инвертируювр м входом второго операционного усилителя 5, выход второго ключа 10 соединен с первым выводом пятого резистрра 8, второй вывод которого соединен с общей шиной устройства, а вход - с второй обкладкой второго конденсатора 12 и неинвертирующим входом первого операционного усилителя 2, а выход генератора

13 ступенчатого напряжения соединен с вторым выводом первого резистора 1.

Генератор 13 может быть вьтолнен, например, в виде последовательно соединения генератора 16 счетных импульсов, счетчика 17, постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 18 и цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 19. Вход установки генератора 13 соединен с входом сброса счетчика

17 и входом синхронизации генерато-. ра 16 счетных импульсов, выход которого является выходом синхроимпульсов генератора 13, а выход ЦА.П 19 - выходом. Генератор и счетчик выполняются на интегральных схемах серии К155, ПЗУ и могут быть типа К573РФ1, ЦАП - типа К572ПА1.

Другие элементы устройства - обычные электронные компоненты. При их

выборе необходимо выполнять следующие условия:

Rt R2, R4 R5 (1)

где R1, R2, R4, R5 - сопротивления,

ответственно первого 1, второго 3, четвертого 7 и пятого 8 резисторов;

(R3 + R6)-C1 Т, (2)

где R3 и R6 - сопротивления третьего 4 и шестого 11 резисторов;

С1 - емкость первого конденсатора 6; Tj. - период синхроимпульсов

генератора 13,

при зтом величина R5 выбирается из условия ограничения тока через ключ

9и выходные цепи операционных усилителей 2 и 5 при замкнутом ключе 9. Остальные элементы выбираются по известным правилам.

Генератор работает следующим образом.

Возможны два состояния: ключи 9 и

10замкнуты или разомкнуты.

При замкнутых ключах 9 и 10 на неинвертирующем входе операционного усилителя 2 устанавливает напряжение

Ц вы

где и.

- напряжение на выходе устройства. На инвертирующем входе второго операционного усилителя 5 всегда нулевой потенциал. После завершения переходных процессов нулевой потенциал будет на выходе первого операционного усилителя 2, так как ток через резистор 11 не течет. Отсюда следует

-и. + 2

где и, - напряжение на выходе генератора 13,

т.е. при замкнутых ключах 9, 10 форсированно устанавливается Ug,, U, При разомкнутых ключах 9 и 10 на выходе операционного усилителя 2

и, -,

+ 2U

п )

где и, - напряжение, запомненное на конденсаторе 12.

При этом конденсатор 6 заряжается или разряжается постоянным током и на выходной шине 16 имеется линейно изменяющееся напряжение.

Рассмотрим процесс формирования выходного напряжения. При поступлени импульса на шину 15, счетчик 17 в генераторе 13 обнуляется, на выходе которого появляется уровень напряжения, соответствующий коду, записанному по нулевому адресу ПЗУ 18 (фиг.За,в). При этом на выходе устройства, так как ключи 9 и 10 замкнуты, устанавливается такой же уровень напряжения. По окончании импуль са на шине 15 начинает работать генератор 17 счетньк импульсов в генераторе 13 (фиг.26). По срезу каждого счетного импульса счетчик в генераторе 13 увеличивает свое состояние на единицу и на выходе генератора 13 появляется следующее значение напряжения (фиг.36,в - сплошная ступенчатая линия - кривая г). В промежутках между синхроимпульсами напряжение на выходе устройства изменяется по линейному закону

Ueb.x(t) и t ВЫХto

(to) +

(R:

Re)

ci

(U,

где

50 вертого резистора, второй вывод которого соединен с первым выводом пятого резистора, первый ключ, выход которого соединен с первым выводом шестого резистора, а управляющий

момент начала данного интервала между син сроимпульсами. При этом напряжение U, равно поло- gg вход соединен с управляющим входом

вине напряжения на выходной шине 16второго ключа, второй конденсатор,

в момент прихода предыдущего синхро-первая обкладка которого соединена

и Bbix(to) j,с общей шиной генератора линейно из2 меняющегося напряжения и генератор

импульса, т.е. U

1г

1394415

приходу следующего синхроимпульса в силу условия (2) на постоянную времени (R3 + R6) C1 из вьфажения (5) получают

Ueb,.to

TC) и, ,

(6)

10

20

30

и - -

т.е. вькодное напряжение должно по линейному закону прийти к значению напряжения на выходе генератора 13. Далее по срезу синхроимпульса (фиг.Зб) на выходе генератора 13 устанавливается новое значение напряжения и,, а выходное напряжение Ue,,,x

15 по линейному закону приближается к значению U, (фиг.Зв, кривая д - ломаная линия). Таким образом, на выходе устройства формируется кусочно- линейный сигнал, значения которого в точках излома (т.е. в узлах интерполяции) совпадают с уровнями напряжений ступенек.

В каждом узле интерполяций замыкаются ключи 9 и 10 и происходит

25 ускоренный заряд конденсатора 6 до уровня напряжения ступеньки, т.е. в конце каждого интервала между синхроимпульсами происходит коррекция ошибки, возникающей из-за нестабильности постоянной времени интегрирования. Благодаря этому повышается точность- формирования кусочно-линейного сигнала.

Форм-ула изобретения

-

Генератор линейно изменяющегося напряжения, содержащий первый резистор, первый вывод которого соединен с инвертирующим входом первого опера40 ционного усилителя, который через второй резистор соединен с его выходом и с первым выводом третьего резистора, второй операционный усилитель, неинвертирующий вход которого

45 соединен с общей шиной генератора линейно изменяющегося напряжения, инвертирующий вход через первый конденсатор соединен с его выходом, который подключен к первоьгу выводу чет50 вертого резистора, второй вывод которого соединен с первым выводом пятого резистора, первый ключ, выход которого соединен с первым выводом шестого резистора, а управляющий

gg вход соединен с управляющим входом

5139

ступенчатого напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения линейно изменяющегося напряжения заданной , в него введен элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с шиной сигнала предварительной установки и выходом установки генератора ступенчатого напряжения, второй вход с выходом синхроимпульсов генератора ступенчатого напряжения, а выход - с управляющим входом первого ключа, вход которого соединен с первым выводом третьего резистора, вы-

56

ход - с вторым выводом его, а второй вывод шестого резистора соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя, при этом выход второго ключа соединен-с первым выводом пятого резистора, второй вывод которого соединен с общей шино1й генератора линейно изменяющегося напряжения, а вход - с второй обкладкой второго конденсатора и неинвертирующим входом первого операционного усилителя, а выход генератора ступенчатого напряжения соединен с вторым выводом первого резистора.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть испапьзова- но, например, для получения кусочно- линейных корректирующих сигналов сложной формы в телевизионных системах. Цель изобретения - повышение точности воспроизведения линейно изменяющегося напряжения заданной формы - достигается за счет повьшения точности установки начального уровня . сигнала и обеспечения коррекции накопившейся ошибки в каждом узле интерполяции. Устройство содержит операционные усилители 2 и 5, ключи 9 и 10, генератор 13 ступенчатого напряжения, элемент ИЛИ 14, шину 15 сигнала предварительной установки, конденсаторы и резисторы, показанные на чертеже. В каждом узле интерполяции замыкаются ключи 9 и 10 и проис- хЬдит ускоренный заряд конденсатора 6 до уровня ступеньки. При этом в конце интервала между синхроимпульсами происходит коррекция ошибки, которая возникает от нестабильности постоянной времени интегрирования. Благодаря этому повышается точность формирования кусочно-линейного сигнала. 3 ил. § (Л

Фи2.1

4

17

18

19

фиг. 2

О 1Z