Одновибратор Советский патент 1988 года по МПК H03K3/284 

0US. /

Изобретение о1 носится к импульсной технике и предназначено для, формирования прямоугольных импульсов за данной длительности, начиная с момен та поступления импульса запуска.

Цель изобретения - расширение области применения одновибратора посредством обеспечения электронного управления длительностью выходных импульсов, увеличения точности уста НОНКИ длительности выходных импульсов и повьшгения стабильности этой длительности.

На фиг, - 3 изображена принципи- альная электрическая схема предлагаемого одновибратора; на фиг,А - эпюры напряжений,

Одновибратор содержит операционные усилители 1-3, гаину 4 входных импульсов, конденсатор 5, источник 6 тока, диод 7, инвертор 8, диод 9, источник 10 тока, диод 11 и шину 12 управления.

Неинвертирующий вход операционно- го усилителя 1 соединен с шиной 4 входных импульсов, а инвертирующий вход - с выводом конденсатора 5, и через источник 6 тока - с общей шиной, а также через диод -. со своим выходом, который соединен с входом инвертора 8, выход которого соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя 2, инвертирующий вход которого соединен с вторым вы- водом конденсатора 5, с инвертирую- щим входом операционного усилителя 3, с источником 10 тока и с вторым диодом 1, выход операционного усилителя 2 соединен с диодом 9,

Выходной сигнал может быть снят с выхода усилителя 1 либо с выхода усилителя 2, неинвертирующий вход усилителя 3 соединен с шиной 12 управления,

На фиг,2 приведен пример выполнения инвертора 8, который может содержать транзистор 13, диод 15, компенсирующий падение напряжения на насыщенном транзисторе 13, и резисторы 14-16, причем резистор 14 соедине между источником 17 напряжения питания и коллектором-транзистора l3, резистор 15 соединен с входом инвер- тора и с базой транзистора 13,. резистор 16 соединен с общей шиной и через диод 18 - с коллектором транзистора 13,

фиг,3 показать примеры выполнения источников f) и 10 тока,

В варианте я к источнику 19 напряжения подключен резистор 20, оп- редапяющий своим сопротивлением величину тока на щине 21, являющейся вь ходом источников 6 и 10 тока,

В варианте S показана шина 22, которая может быть подсоединена к источнику 19 напряжения или к выходу операционного усилителя 2, транзистор 23 через резистор- 25 соединен эмиттером с шиной 22, через резистор

26базой соединен с общей щиной и через диод 24 соединен с шиной 22, коллектор транзистора 22 через диод

27сое;;инен с шиной 21, Одновибратор работает следуюшлм

образом.

При отсутствии входных импульсов Ugj на шине 4 напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя 1 равно нулю, на выходе усилителя 1 - напряжение отрицательной полярности, равное по величине падению напряжения на диоде 7, На выходе инвертора 8 - высокий уровень напряжения положительной полярности. На выходе усилителя 2 - напряжение положительной полярности, которое смещает диод 9 в обратном направлении. Это напряжение может быть источником питания для источника 10 тока (пунктирная линия на фиг,1). Источник 10 тока может быть выбран управляемым как от внешнего источника напряжения, так и от напряжения на шине 12, но с включением инвертора 28, Это позволяет

при увеличении напряжения на шине 12 уменьшать ток 10 источника, что расширяет диапазон управления длителностью выходных импульсов.

Ток от источника 10 тока протекает через диоды 9 и 1I на выход усилителей 2 и 3, Величина напряжения на верхней обкладке конденсатора 5 равна величине напряжения на шине 12,

В момент появления импульса положительной полярности на шине 4 формируется напряжение положительной полярности на выходе усилителя 2 и напряжение, равное нулю, на выходе инвертора 8.

Напряжение на выходе усилителя 2 отрицательной полярности через диод 9 прикладывается к верхней обкладке конденсатора 5. В связи с этим напря 1А41463

жение на верхней обкладке конденсатоваля

ра 5 скачком снижается до напряжения на неинвертирующем входе усилителя 2 Напряжение на конденсаторе 5 мгновенно измениться не может, поэтому на нижней обкладке конденсатора образуется напряжение отрицательной по- лярности, величина которого равна величине напряжения на шине 12. Напряжением отрицательной полярности с конденсатора 5 операционный усилитель удерживается в указанном состоянии и после прекращения воздействия с шины 4. На выходе усилителя 1 - напряжение положительной полярности, которое через диод 7 прикладьшается к конденсатору 5. Этим напряжением конденсатор 5 разряжается через истоник 6 тока. Когда конденсатор 5 полностью разрядится, усилитель 1 возвращается в исходное состояние, при котором на его выходе устанавливается нулевое напряжение, а с выхода инвертора 8 и усилителя 2 напряжение становится положительным.

Конденсатор 5 начнет вновь заряжаться до уровня напряжения на шине 12. Далее процессы в одновибрато ре повторяются. Длительность выходного импульса складывается из времени заряда конденсатора 5 и его времени разряда, что увеличивает коэффициент использования конденсатора 5.

После того, как конденсатор 5 зарядился, одновибратор готов к повторному запуску, изменяя величину постоянного напряжения на шине 12, можно изменять длительность импульсов. Чем больше напряжение на шине 12, тем больше длительность выходного импульса.

При напряжении на пине 12, равным

Источник 10 тока можно использовать как управляемым,так и не управляемым.

Если использовать источник 10 тока управляемым и вход управления соединить с выходом усилителя 2 (пунктирная линия на фиг.1), то одновибратор получается более энергетически выгодным,т.е. ток от источника 10 тока подается только в моменты времени, когда необходимо заряжать конденсатор, когда же он разряжается, ток от источника 10 тока отсутствует.

Если использовать источник 10 тока у правляемым и сделать зависимость величины выходного тока обратно пропорциональной величине на его шине управления и соединить шину 29

управления источника 10 с шиной 12, (пунктирная линия на фиг.1), то при увеличении напряжения на шине 12 уменьшается ток от источника 10, что приводит к более резкой зависимости

длительности выходного импульса, от величины постоянного напряжения на шине 12, тфе. увеличивается диапазон регулировки длительности выходного импульса-.

Минимальная длительность входных импульсов Ug составляет ту минималь кую длительность, которая допустима для операционных усилителей для их перевода из одного состояния в противоположное.

Формула изобретения

1. Одновибратор, содержащий кон- денсатор, выводы которого соединены с общей шиной через соответствующий источник тока, и операционный усилитель, отличающийся тем, что, с целью расширения области

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для формирования прямоугольных импульсов заданной длительности, начиная с момента постугшения импульса запуска. Цель изобретения - расширение области применения устройства - достигается посредством обеспечения электронного управления длительностью .выходных импульсов, увеличения точау - 12 ности установки длительности выходных импульсов и повышения стабильности этой длительности. Для этого в одновибратор введены два операционных усилителя, инвертор и три диода. Одновибратор содержит операционные усилители 1-3, шину 4 выходных импульсов, конденсатор 5, источники 6 и 10 тока, диоды 7, 9 и 11, инвертор 8, шину управления. Высокая стабильность и точность достигнуты также за счет того,- что практически все элементы схемы работают в условиях охвата отрицательной обратной связью при высоком коэффициенте усиления операционных усилителей. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. Ъ (Л 4 4; 4 а со

нулю, на выходе одновибратора импуль- 45 использования, в него дополнительно

сы не формируются.

На фиг.4 приведены эпюры напряжений при изменении напряжения управления от нуля до максимальной величины и непрерывном поступлении импульсов Ug ..

Высокая стабильность и точность достигнута за счет того, что в пред- лагаемом одновибраторе практически все элементы работают в условиях их охвата отрицательной обратной связью при высоком усилении операционных усилителей 1-3.

введены два операционных усилителя, инвертор и три диода, включенные между выходами и инверсными входа и соответствующих операционных усили50 телей, инверсные входы дополнительных операционных усилителей соединены с первым выводом конденсатора, второй вывод которого соединен с инверсным входом основного операцион55 ного усилителя, инвертирующий вход- которого соединен с входной шиной, а выход через инвертор - с инвертирующим входом первого дополнительного усилителя, неинвертирующий вход

второго дополнительного операционного усилителя соединен с шиной управления.

20

2i

дом первого дополнительного операционного усилителя.

Фие 2

и

UA

Ж1

W

«6

Uc

fJsu

Uu

t

Ч

I I

и

фиг 4