ГЕНЕРАТОР ПИЛООБРАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ Советский патент 1970 года по МПК H03K4/50 H03M1/56 

Основным элементом линейных время-импульсных преобразователей, во многом определяющим их точность, является генератор пилообразного напряжения. Основными требованиями к генераторам нилообразного напряжения являются стабильность начального уровня - времеиная и при изменении напряжений питания и температуры; стабильность наклона пилообразного напряжения; линейность этого напряжения.

Известны генераторы пилообразного напряжения. Наиболее точными из них являются генераторы на базе усилителей с глубокой отри.дательной обратной связью.

Основными недостатками таких генераторов я вляются большая сложность (особенно при высокой точности порядка 0,01-0,05%), трудность стабилизации начального уровня и наклона (особенно в схемах на транзисторах), недостаточная повторяемость схем из-за большого разброса усиления используемых усилителей, необходимость в достаточно стабилизированных источниках питания, сравнительно большое время возврата схемы в исходное состояние и восстановления схемы.

Предлагаемый генератор отличается от известных тем, что в нем для повышения точности и упрош,ения схемы дополнительно установлен конденсатор, включенный между входом одной интегрируюш;ей RC-цепи и точкой

соединения резистора и конденсатора другой интегрирующей RC-цепи, причем входы интегрирующих RC-цепей через диоды подключены к источнику питания.

На фиг. 1, 2 и 3 представлены схемы генераторов пилообразного напряжения.

Схемы содержат диоды / и 2; резисторы 3 и 4 интегрирующих цепей; конденсаторы 5, 6 и 7 интегрирующих цепей; транзисторы 8 и 5 в

ключевом режиме; эквивалентное сопротивление 10 закрытого ключа; управляющий вход //; развязывающее устройство /2; Ui - напряжение источника питания. Все приведенные работают аналогично. В начальном положении все транзисторы открыты (напряжением со входа //), и напряжение на конденсаторах 5 и 7 близко к нулю, а напряжение на конденсаторе 6 близко к OV При подаче на вход И запирающего напряжения транзисторы 8 и Э запираются, и напряжение на конденсаторах 5,. 7 нарастает. Напряжение, прилол енное к RC-цеии, состоящей из резистора 4 и конденсатора 7, складывается из напряжения на конденсаторах . и 6. Конденсатор 6 выбирается достаточно большим, и, следовательно, напряжение, прикладываемое к цепи, содержащей резистор 4 и конденсатор 7, возрастает. При этом диод У запирается. С физической точки зрения линеаризация выходнотем, что этот конденсатор заряжается не от постоянного, а от возрастающего напряжения, складывающегося на конденсаторах 5 и 6.

Для развязывания первой интегрирующей цепочки (резистор 3 и конденсатор 5) от RCцепи (резистор 4 и конденсатор 7) может использоваться развязывающее устройство 12 (см. фиг. 2), а частности эмиперный повторитель.

Использование трех интегрирующих цепей (см. фиг. 3) позволяет получить большую линейность пилообразного напряжения.

В таких генераторах наклон пилообразного напряжения (линейный член) определяется лишь тремя параметрами; задающим наиряжением, резистором 4 и конденсатором 7. Влияние диода 1 весьма мало и легко может быть учтено.

Параметры второй (и третьей) RC-цепей и конденсатора 6 сказываются лишь на квадратичном и кубичном членах. При этом к их стабильности особо высоких требований не предъявляется.

Таким образом, предлагаемый генератор позволяет получить высокую точность пилообразного напряжения, причем по всем основным характеристикам: стабильности начального уровня, стабильности наклона и нелинейности. Нестабильность начального уровня может составлять доли милливольта, может быть получена нелинейность порядка 0,01% и высокая стабильность наклона. Т. е. предлагаемые схемы могут быть использованы для весьма точных (0,01-0,1%) и простых преобразователей, а также для функционального кодирования, т. е. для введения поправок на нелинейность в процессе измерения.

Как правило, подобные поправки (связанные, например, с нелинейностью датчика) невелики и могут быть описаны параболической зависимостью. В предлагаемых схемах эта задача решается без всякого усложнения схемы

путем лишь изменения ее настройки.

Предмет изобретения

Генератор пилообразиого напряжения, содержащий ключи, интегрирующие RC-цепи,

диоды и источник питания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения схемы, в нем дополнительно установлен конденсатор, включенный между входом одной интегрирующей RC-цепи и точкой соединения резистора « конденсатора другой интегрирующей RC-цбпи, причем входы интегрирующих RCцепей через диоды подключены к источнику питания.

-0,

Фиг л