Генератор треугольного напряжения Советский патент 1989 года по МПК H03K4/08 G09G1/04 

Изобр1етение относится к аналого- цифровой технике и может быть использовано, например, в электронных устройствах, использующих развертыва- ющие напряжения с кодированием формируемого напряжения в цифрювом виде,

Цель изобретения - повышение стабильности амплитуды и частоты формируемого напряжения и расширение об- ласти применения генератора треугольного напряжения за счет формирования цифрового кода генерируемого напряжения и повышения стабильности ампли- ТУЛЫ и частоты Формируемого напряже-

НИЛ.

На фиг, 1 представлена блок-схема генератора треугольного напряжения; на фиг. 2 - функциональная схема реверсивного счетчика; на фиг. 3 - то же, схема источника двухполярного напряжения; на фиг. 4 - то же, блока коррекции амплитуды; на фиг. 5 - то же, блока управления; на фиг,6- то же, интегратора; на фиг. 7 - временные диаграммы работы генератора треугольного напряжения.

Генератор треугольного напряжения (фиг, 1) содержит реверсиьный счетчик 1, блок 2 управления, источ- ник 3 двухполярного напряжения, блок 4 коррекции амплитуды, интегратор 5, генератор 6 тактовой частоты,,

Реверсивный счетчик 1 (фиг.2) для семиразрядного выходного кода содер- дгит два четырехразрядных реверсивных счетчизса 7 и 8 н предназначен дпя формирования цифрового эквивалента (кода) генерируемого треугольного напряжения из импульсов тактовой частоты.

Источник 3 двухполярного напряжения (фиг. 3) может быть выполнен, например, на аналоговом кoм yтaтope 9 Аналоговый коммутатор 9 представляет собой четырехканальный аналоговый ключ со схемой управления.

БЛОК А коррекции амплитуды (фиг.4 содержит резисторы 10 и 11, опреде- ляющие коэффициент передачи напряжения коррекции амплитуды, повторитель напряжения на операционном усилителе 12, коммутатор 13, резистор 14 являющийся времязадающим для интег- ратора.

Блок 2 управления (фиг. 5) содержи инвертор 15, схему И 16, инвертор 17 триггер 18, инвертор 19.

Интегратор 5 (фиг. 6) содержит операционный усилитель 20 и включенный в обратную связь операционного усилителя 20 конденсатор 21.

Генератор треугольного напряжения работает следующим образом (фиг.7).

Связующим элементом цифровой и аналоговой части генератора треугольного напряжения является блок 2 управления. С помощью этого блока осуществляется временная синхронизация работы реверсивного счетчика 1, блока 4 коррекции амплитудь и интегратора 5.

При наличии на выходе блока 2 управления потенциала логической единицы, что соответствует случаю, когда триггер 18 этого блока не включен реверсивный счетчик 1 работает в режиме суммирования, подсчитывая количество импульсов тактовой частоты. Режим суммирования для двоичных счетчиков 7 и 8 задается за счет наличия

входе ± этой микросхемы. При этом на входах Установка нуля (R), Перенос (СУ), Р.язрешение установки (РЕ) должны прИ :утствовать потенциалы логического О. Одновременно с этим, сигнал логической с выхода блока 2 .правления поступает на управляющий 1г;од коммутатора 9 источника 3 двухполярного напряжения, что вызывает подк тючение отрицательного опорного напряжения со входа Х2 коммутатора 9 к времязадающему резистору 14 блока 4 коррекции амплитуды. Потенциал логического О с выхода (п+1)-й разряд реверс1твного счетчика 1, поступающий на управляющий вход блока 4 коррекции амплитуды, вызывает подключение время- задающего резистора 14 к входу интегратора 5 (замыкается сигнальная цепь со входа Х4 коммутатора 13 на первый выход блока 4 коррекции амплитуды). Инвертирующий интегратор 5 начинает интегрировать входное опорное напряжение. Таким образом, напряжению на аналоговом выходе генератора треугольного напряжения соответствует цифровой код на выходе реверсивного счетчика 1, например изменению напряжения от минус 10 до +10 В соответствует изменение емкости реверсивного счетчика 1 от О до 128 (7-разрядный выходной код).

При достижении счетчиком 1 состояния 128 формируется сигнал логичес515

кой 1 на выходе 2 (восьмой разряд) этого счетчика, поступающий в блок 2 управления и в блок 4 коррекции амплитуды. В блоке 2 управления по соответствующему фронту импульсов тактовой частоты, поступающих на счетный вход триггера 18 (так как срабатьшает схема И 16), происходит срабатывание триггера 18, при этом на его обратном выходе, являющемся выходом блока 2 управления, формируется сигнал логического О. При этом за счет подачи на вход 1 (управляющий вход) реверсивного счетчика 1 напряжения логического нуля счетчик 1 производит вычитание входного числа (последовательности импульсов, подаваемой на тактовый вход С) из числа, сформированного к этому моменту вре- мени в разрядах (т.е. в данном случае из 128). Одновременно с этим импульс напряжения логической 1 с выхода (2) реверсивного счетчика 1 вызывает срабатывание коммутатора 13 блока 4 коррекции амплитуды, при этом на время действия вышеуказанного импульса к входу интегратора 5 подключается сигнальная цепь с выхода повторителя 12 и отключается цепь от резистора 14. Происходит коррекция амплитуды треугольного напряже- ния интегратора 5, т.е. к входу интегратора подключается определенное опорное напряжение с коэффициентом передачи, определяемым отношением номиналов резисторов 11 и 10.

Повторитель на операционном усилителе 12 необходим для уменьшения постоянной времени установки начальных значений интегратора.

Таким образом, в данном случае с периодом 1с в верхней точке треугольного напряжения на аналоговом выходе генератора треугольного напр щения происходит установка начальных значений интегратора (корректировка амплитуды) и тем самым устранение ошибок интегрирования, возникающих за время одной секунды (один период). Парамет- ры КС-цепи интегратора подбираются таким образом, чтоды отличие текущего напряжения на выходе интегратора 5 от потенциала +10 в в момент корректировки амплитуды было минимальным.

В начальный момент работы реверсив ного счетчика 1 в режиме вычитания потенциал логической 1 на выходе (п+1)-й разряд (выход ) счет946

чика снимается, поэтому от входа интегратора 5 отключается напряжение коррекции (рвется сигнальная цепь с выхода повторителя 12 блока 4 корреции амплитуды) и вновь подключается сигнальная цепь от резистора 14 блока 4 коррекции амплитуды. При этом на резистор 14 с выхода источника 3 двухполярного напряжения поступает опорное напряжение положительной полярности за счет наличия напряжения логического О на управляющем входе коммутатора 9 источника 3 двухполяр- ного напряжения, поступающего с выхода блока 2 управления. Напряжение на выходе интегратора 5 начинает изменяться в противоположную сторону (формируется вторая составляющая сигнала треугольной формы). Изменению напряжения от +10 до минус 10 В на аналоговом выходе генератора треугольного напряжения соответствует изменение кода на цифровом выходе генератора от 128-го состояния реверсивного счетчика 1 до нулевого. При достижении реверсивным счетчиком 1 нулевого состояния на выходе переноса со этого счетчика формируется сигнал логического О, которьа инвертируется инвертором 19 блока 2 управления и выключает триггер 18 того же блока. При этом на выходе блока 2 управления формируется сигнал логической 1 и так далее.

Формула изобретения

Генератор треугольного напряжения содержащий источник двухполярного напряжения и интегратор, выход которого является аналоговым выходом генератора, отличающийся тем, что, с целью повьшзения стабильности амплитуды и частоты формируемого напряжения ;И расширения области применения генератора за счет формирования цифрового кода генерируемого напряжения, в него введены генератор тактовой частоты, блок управления, реверсивный счетчик и блок коррекции амплитуды, информационные входы которого подключены соответственно к выходам источника двухполярного напряжения и выходу интегратора, выход подключен к входу интегратора, а управляющий вход соединен с первым информационным входом блока управления

и подключен к выходу старшего разряда реверсивного счетчика, выходы младших разрядов которого являются цифровым выходом генератора, выход перено- са подключен к второму информационно- му входу блока управления, тактовый

вход которого соединен со счетным входом реверсивного счетчика и выходом генератора тактовой частоты, а выход подключен к управляющим входам; источника двухполярного напряжения и реверсивного счетчика.

Изобретение относится к аналого-цифровой технике и может быть использовано в электронных устройствах с кодированием формируемого напряжения в цифровом коде. Цель изобретения - повышение стабильности амплитуды и частоты формируемого напряжения и расширение области применения генератора за счет формирования цифрового кода генерируемого напряжения. В генератор треугольного напряжения, содержащий источник 3 двухполярного напряжения и интегратор 5, введены реверсивный счетчик 1, блок 2 управления, блок 4 коррекции амплитуды и генератор 6 тактовой частоты. Это позволяет не только стабилизировать формируемое напряжение, но и получить на выходе его цифровой код. 7 ил.

Фиг. г

фие.З

.

Фие.5

фиг. 6

ФиеЛ