Генератор треугольного напряжения Советский патент 1989 года по МПК H03K4/06 

СП

со

Изобретение относится к импульсной технике и может найти применение в устройствах автоматики и контрольно-измерительной аппаратуры. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей достигается в результате возможности формирования горизонтальных участков напряжения. Для этого в генератор, содержащий операционный усилитель 1, конденсатор 2, компаратор 3, диоды 9,10 и резисторы 11,12, введены блок 4 выборки-хранения, электронный ключ 13 и инвертор 14. При высоком уровне сигнала на шине 15 ключ в блоке 4 замкнут, а ключ 13 разомкнут. Происходит формирование треугольного напряжения. При низком уровне сигнала на шине 15 ключ в блоке 4 размыкается, а ключ 13 замыкается. На выходе блока 4 поддерживается постоянное напряжение, причем заряд конденсатора 2 не изменяется. Тем самым, формируется горизонтальный участок, который может быть расположен в любой фазе периода, 2 ил.

со

00

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться в устройствах автоматики и радиомзмеритель ных приборах.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности формирования горизонтальных участков напряжения.

На фиг. 1 представлена схема генератора треугольного напряжения; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Генератор (фиг. 1) содержит операционный усилитель 1J инвертирующий вход которого подключен к первой обкладке конденсатора 2, неинвсртиру- ющий - к среднему выводу потенциометра 3, включенного между шинами питания, а выход к входу блока 4 выборки-хранения, который включает электронный ключ 5, конденсатор 6 и исто- (совый повторитель 7, компаратор 8, вход которого подключен к выходу блока 4 и второй обкладке конденсатора 2, первый 9 и второй 10 диоды, анод и катод которых объединены и подключены к выходу компаратора 8, первый 11 и второй 12 переменные резисторы, включенные между инвертиру- ощим входом операцион 1ого усилителя i и катодом и анодом диодов 9 и 10, электронный ключ 13, выход и вход которого подключены соответственно к инвертирующему и неинвертирующему входам операционного усилителя 1, а управляющий вход через инвертор 14 подключен к шине 15 сигнала управления. Выходная шина 16 соединена с «ыходом повторителя 7.

Генератор работает следующим образом.

При подключении напрюкения питания на выходе компаратора 8 устанав- тнвается вь сок1ш уровень напряжения, тогда через открытый диод 9 и резистор 11 выходной сигнал компаратора 8 поступает на инвертирующий вход операционного усилителя 1. Если сигнал на шине 15 отсутствует, то электронный ключ 5 замкнут и выход операционного усилителя 1 подключен к конденстору 6. При этом блок 4 работает в режиме Выборка. Сигнал отрицательной обратной связи с выхода истоково го повторителя 7 через конденсатор 2 прикладьгеается к инвертирующему вхо- ;ХУ операционного усилителя 1. В ре

0

5

0

5

0

5

0

5

зультате действия отрицательной обратной связи напряжение на выходе блока 4 линейно убывает. Таким образом, при отсутствии сигнала на шине 15 операционный усилитель 1, блок 4 и конденсатор 2 образуют интегратор с присущими ему свойствами, а электронный ключ 13 разомкнут и не влияет на работу интегратора.

Когда напряжение на выходе блока 4 достигнет нижнего порога срабатывания компаратора 8, последний устанавливается в состояние с низким уровнем выхода. В результате открьгаается диод 10 и выходной сигнал компаратора через резистор 12 прикладываегея к инвертирующему входу операциоиног о уск лителя 1. При этом на выходе блока 4 начинает формироваться участок лияей- но нарастающего ргапряжения до достижения верхнего порога срабатывания компаратора 8. Далс.- процесс повторяется.

Рег улировка времени нарастания и спада выходного напряжения осуществляется резисторами И и 12 и является независимой.

Крутизна нар чгтания и спада выходного напряжения пропорциональна току наряда (разряда) конденсатора 2 и О1Тределяется величиной сопротивления переменных резисторов 11 (в фазе спада) и 12 (в фазе нарастания), а также разностью потенциалов соответственно на каждом из них.

При переходе от фазы нарастания выходного напряжения к фазе спада (или наоборот), когда на выходе компаратора 8 напряжение изменяет знак, абсолютная величина напряжения на резисторе 11 или 12 (в зависимости от того, какой из диодов 9 или 10 в данный полупериод открыт) изменяется на удвоенную величину потенциала инвертирующего входа операционного усилителя 1, который устанавливается потенциометром 3., Таким образом, с помощью потенциометра 3 осуществляется одновременная регулировка времени нарастания и спада выходного напряжения.

При поступлении на шину 15 сигнала низкого уровня, электронный ключ 5 в блоке 4 размыкается, разрывая цепь отрицательно обратной связи, интегратор прекращает функционировать, а конденсатор 6 хранит ранее накопленный заряд, т.е. блок 4 работает в режиме Хранение. Напряжение с

515

конденсатора 6 через истоковын повторитель 7 передается на выход блока 4. Таким образом, происходит останов генератора в любой фазе периода и фиксация достигнутого уровня выходного напряжения (фиг. 2). При этом электронный ключ 13 замкнут сигналом, поступающим с инвертора 14, ив ре- зультате потенциал первой обкладки конденсатора 2 и инвертирующего входа операционного усилителя изменяется на величину напряжения смещения операционного усилителя, которой можно пренебречь. Таким образом, оба выхода операционного усилителя имеют одинаковый потенциал, определяемый положением подвижного контакта потенциометра 3, что предотвращает скачек выходного напряжения при снятии сигнала с управляющей шины 15 в момент запуска. Поскольку в режиме останова компаратор 8 сохраняет свое состо- яйие, при запуске генератора выходное напряжение вновь начинает линейно изменяться в ту же сторону, что и до момента останова, причем уровень выходного напряжения в момент запуска практически равен зафиксированному уровню в момент останова.

Дрейф выходного напряжения в режиме останова определяется утечками в блоке 4.

936

Формула изобретения Генератор треугольного напряжения содержащий операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с первой обкладкой конденсатора, вторая обкладка которого соединена с входом компаратора, выход которого соединен с анодом первого и катодом второго диодов, катод и анод которых соответственно через первый и второй резисторы соединены с инвертирующим входом операционного усилителя, о т- личающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности формирования горизонтальных участков выходного напряжения, в него введены шина сигнала управления, блок выборки-хранения, электронный ключ, потенциометр и инвертор, вход которого соединен с шиной сигнала управления и входом управления блока выборки-хранения, вход которого соединен с выходом операционного усилителя, а выход - с входом компаратора и выходной шиной, выход инвертора соединен с входом управления электронного ключа, выход которого соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с выходом электронного ключа и выходом потенциометра, включенного между шинами положительного