Генератор пилообразного напряжения Советский патент 1990 года по МПК H03K4/50 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, в устройствах прецизионных средств измерения.

Цель изобретения - повышение точности в работе устройства за счет снижения погрешности установки уровня формируемого напряжения.

На фиг.1 изображена структурная электрическая схема генератора; на фиг.2 - эпюры, поясняющие работу генератора.

Генератор пилообразного напряжения содержит управляемый переключатель 1 зарядно-разрядного тока, выход которого соединен с входом интегратора 2, выход которого соединен с и вторым входами двухпорогового дискриминатора 3 уровня, третий и четвертый входы которого соединены с первой 4 и второй 5 шинами источников напряжения, первый и второй выходы соединены соответственно с первым и вторым входами первого триггера 6, выход которого соединен с управляющим входом управляемого переключателя 1 зарядно-разрядного тока, первый 7 и второй 8 резисторы., второй триггер 9, элемент И 10, элемент ИЛИ 11, первый вход которого соединен с шиной Сброс 12, шины Стоп 13 и Пуск 14, управляемый переключатель 15, управляющий вход которого соединен с выходом второго триггера 9, первый вход которого соединен с шиной Пуск 14, второй вход - с выходом элемента ИЛИ 11, второй вход которого соединен с выходом элемента И 10, первый вход которого соединен с шиной Стоп 13, второй вход - с вторым вх.одом первого триггера 6, вход первого замыкающего контакта 16 управляемого переключателя 15 соединен с входом . интегратора 2, выход - с входом второго замыкающего ко «такта 17 и входом размыкающего контакта 18, выход которого соединен с общей шиной устройства, а выход второго замыкающего контакта 17 соединен с первым выводом первого 7 и второго 8 резисторов, второй вывод первого из них соединен с выходом интегратора 2, второй вывод второго резистора 8 соединен с четвертым входом двухпорогового дискриминатора 3 уровня.

Интегратор 2 построен на операционном усилителе 19, конденсаторе 20, переключатель 1 зарядно-разрядного тока построен на резисторе 21 и коммутаторе 22.

Генератор пилообразного напряжения работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда не происходит генерации пилообразного напряжения, переключатель 1 зарядно-разрядного тока работает на разряд, На его входе управления триггер 6 удерживает уровень логической 1, а переключатель 15 на управляющем входе которого триггером 9 удерживается логическая 1, находится во включенном состоянии и соединение резисторов 7 и 8 подключено к входу интегратора 2. В это время операционный усилитель 19 интегратора 2 включен по схеме инвертирующего сумматора, у которого в суммирующей точке складываются ток, текущий

через резистор 21 переключателя 1 зарядно-разрядного тока, и ток, протекающий через резистор 8. Суммарный ток отводится через резистор 7 обратной связи и преобразуется в выходное напряжение (фиг,2 б)

R7 R8

и

см.н

R7 R21

где R7 - сопротивление резистора 7 обратной связи;

R21 - сопротивление суммирующего резистора 21 переключателя 1 тока;

R8 - сопротивление суммирующего резистора 8;

и - стабильное напряжение переключателя 1 зэрядно-разрядного тока;

UCM.H - напряжение смещения дискриминатора 3 уровня на шине 5,

При поступлении сигнала на шину 14

управления генератором в момент времени to, t3 (фиг,26) триггер 9 на управляющем входе переключателя 15 устанавливает логический О. При этом переключатель 15 размыкается, от суммирующей точки операционногоусилителя 19 интегратора 2 отключаются резисторы 7 и 8.

В этот момент времени интегратор 2 начинает свою работу. Ток, протекающий через резистор 21 переключателя зарядноразрядного тока, вынужден протекать через конденсатор 20 обратной связи и интегри- {эуется, создавая на выходе интегратора 2 апряжение {фиг.2 а,б);

50

UByx(t)U(o)(t)dt, к L, о

где Uc{o) начальное напряжение на конден- саторе 20;

RC - постоянная времени интегратора 2.

При достижении интегратором 2 выходного напряжения, равного значению напряжения смещения UCM,B (фиг,2а) на шине 4,

срабатывает дискриминатор уровня, сигнал которого меняет состояние триггера 6, тем самым устанавливая на входе управления зарядно-разрядного тока логический О. В переключателе зарядно-разрядного тока ток, протекающий через резистор 21, меняет свое направление, и на выходе интеграторе формируется линейно спадающее напряжение.

При достижении интегратором 2 выходного напряжения, равного значению напряжения смещения UCM.H (фиг.2б) на шине 5, срабатывает дискриминатор уровня, сигнал которого меняет состояние триггера 6, и на входе управления зарядно-разрядного тока вновь устанавливается логическая 1. На выходе интегратора 2 вновь формируется линейно нарастающее напряжение. Таким образом, происходит генерирование пилообразного напряжения.

Остановка генератора происходит следующим образом. При поступлении в любой момент времени сигнала на шину 13 управления генератором (фиг.2г) и совпадении с моментом срабатывания дискриминатора 3 уровня на входах элемента И 10 на его выходе появляется сигнал, который трансли- |р|штся через элемент ИЛИ 11 на вход триггера 9 и устанавливает на его выходе логическую 1, тем самым замыкает переключатель 15 и приводит генератор к исходному состоянию.

Экстренная остановка генератора пилообразного напряжения происходит в момент t4 поступления сигнала на шину 12 управления генератором (фиг.2д). Этот сигнал, поступая через элемент ИЛИ 11 на вход триггера 9, устанавливает его в состояние логической 1, замыкает переключатель 15 и приводит генератор пилообразного напряжения к исходному состоянию. При этом сумматор достигает значения начального уровня UCM.H, установленного на шине 5, с постоянной г; где Рэкв R7 II R8 II R21.

Формула изобретения

Генератор пилообразного напряжения, содержащий управляемый переключатель 5 зарядно-разрядного тока, выход которого соединен с входом интегратора, выход которого соединен с первым и вторым входами двухпорогового дискриминатора уровня, третий и четвертый входы которого соедине0 ны соответственно с первой и второй шинами источников напряжения, первый и второй выходы соединены соответственно с первым и вторым входами первого триггера, выход которого соединен с управляющим

5 входом управляемого переключателя заряд- но-разрядного тока, первый и второй резисторы, второй триггер, элемент И, элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с шиной Сброс, шинами Стоп и Пуск, от0 л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности в работе устройства за счет снижения погрешности установки уровня формируемого напряжения, в него введен управляемый переключатель, управляющий

5 вход которого соединен с выходом второго триггера, первый вход которого соединен с шиной Пуск, второй вход - с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с шиной Сброс, второй вход - с выходом

0 элемента И, первый вход которого соединен с шиной Стоп, второй вход - с вторым входом первого триггера, вход первого замыкающего контакта управляемого переключателя соединен с входом интегратора,

5 выход - с входами второго замыкающего контакта и размыкающего контакта, выход которого соединен с общей шиной генератора, а выход второго замыкающего контакта соединен с первым выводом первого и

0 второго резисторов, второй вывод первого из которых соединен с выходом интегратора, второй вывод второго резистора соеди-. ней с четвертым входом двухпорогового дискриминатора уровня.

UCM,$

h U

Изобретение относится к импульсной техника и может быть использовано, например, в устройствах прецизионных средств измерения. Цель изобретения - повышение точности работы устройства достигается путем снижения погрешности установки уровня формируемого напряжения. Устройство построено на основе дискриминатора 3 уровня, триггеров 6, 9, элемента И 10, элемента ИЛИ 11. 2 ил.