ГЕНЕРАТОР СТУПЕНЧАТОГО НАПРЯЖЕНИЯ Советский патент 1973 года по МПК H03K4/02 

1

Изобретение относится к радиоизмерительнОй технике и может быть использовано в цифровых вольтметрах и преобразователях постоянного напряжения в дискретные временные интервалы.

Известны генераторы ступенчатого «а-пряжения с задающи1М фазо-импульсным многоустойчивьгм блоком, содержащим компаратор, источник опорного на пряжения, дозирующую схему, формирующий конденсатор, тра-нзистор-ный ключ и интегрирующую JRC-цепъ.

Однако при изменении номинальных величин элементов известных генераторов и температуры окружающей среды недопустимо колеблется амплитуда ступенек генерируемото напряжения, при этом надежность работы и стабильность выходных .параметров генератора снижаются.

Цель изобретения-повышение кадежности и стабильности работы генератора ступенчатого наатряжения. Для этого в предлагаемом генераторе, формирующий конденсатор .подключен к базе транзистора компаратора и к коллектору одного из транзисторов дозирующей схемы, база которого -подключена к дополнительному источнику напряжения, подключенному также через резистор интегрирующей .цепи к точке соединения базы транзистора буферного усилителя, коллектора транзистора 1ком паратора и конденсатора интегрирующей цепи.

На фиг. 1 дана блок-схема предлагаемого генератора ступенчатого напряжения; на фиг. 2 - принципиальная схема одного из вариантов генератора.

Дозирующая схема 1 (см. фиг. 1), на вход которой .подают тактовые импульсы, соединена с формирующим конденсатором 2.

Вход управления компаратора 3 соединен с источником 4 опорного напряжения. Конденсатор 2 разряжается импульсами, сброса с ключа 5, вход запуска которого соединен с источником 6 Нмпульсов установки количества ступенек, а другой вход ключа 5 и входканала обратной связи, состоящего из буферных усиЛИ те Л ей 7 и 5 согласования по входу и выходу интегрирующей С-цепи 9, параллельно, соединены с выходом компаратора 3. Выход усилителя 7 подключен к дополнительному входу дозирующей схемы 1.

В описываемом варианте предлагаемого генератора ступенчатого напрял ения (см. фиг. 2) транзисторы 10 и // дозирующей схемы / соединены резистором 12, .который вместе с эмиттерной натрузкой - резистором 13,

общим для транзистора 11 и усилительного транзистора 14, включен на входе управления дозирующей схемы.

Тактовые импульсы подают на вход 15 дозирующей схемы, коллекторная цепь транзистора 11 которой одновременно соединена с формируюи им конденсатором, коллектором транзистора 16 ключа 5, переключаемого удравляющйМИ имПульсами по входу 17, и базой усилительного транзистора 18. Между усилительными транзисторами 14 и 18 Бключены конденсатор 19 и резистор 20 интегрирующей С-цепи 9. К базе транзистора 11 с подсоединен-ным к ней резистором 20 подключен дополнительный источник напряжения EI. Усилитель на транзисторе 5 выполняет также роль компаратора. Разнополярные транзисторы 10 и 16 дозирующей схемы и ключа эмиттерами подключены к соответствующим источникам литания 2, з. Генератор работает следующим образом. Пусть в исходном состоянии фо1рмирующий конденсатор заряжен до напряжения, величина которого равна величине напряжения источника питания , а конденсатор 19 - до напряжения, приблизительно равного напряжению источника питания -Е. При этом лереход база-эмиттер транзистора 11 «аходится лод нулевым смещением, так как потенциалы его базы и эмиттера оказываются приблизительно равными. Поступающие на вход 15 дозатора тактовые имиульсы открывают транзистор 10, обеспечивающий пульсирующее поступление в соответствии с тактовыми -импульсами на эмиттер транзистора 11. Так как переход база-эмиттер транзистора 11 находится под нулевым смещением, порции тока, протекающие через него в формирующий конденсатор 2, будут максимальными. Уже при поступлеНИИ Количества тактовых импульсов, меньщего требуемого количества ступенек, генерируемое ступенчатое напряжение превосходит по абсолютной величине уровень напряжения «омпарации (на фиг. 2 источником напряжеНИН компарации ел ежит нулевая шина питания) . Транзистор 18 открывается, и конденсатор 19 заряжается до тех пор, пока на вход 17 ключа 5 -не поступит импульс установки требуемого количества ступенек. Транзистор 16 открывается и заряжает конденсатор 2 до напряжения источника питания +ЕЗ, после чего процесс стуленчатого изменения напряжения на конденсаторе 2 повторяется. ИзменеНие напряжения с выхода интегрирующей цепи 9 (см.. фиг. 1) через буферный усилитель 7 на управляющий вход дозирующей схемы 1 передается так, что увеличение (уменьщение) этого напряжения вызывает уменьщение (увеличение) порций заряда, сообщаемых дозирующим элементом 1 компаратору 5. Увеличение напряжения па конденсаторе 19 (см. фиг. 2) вызывает запирание транзистора 11, вследствие чего порции тока, поступающие в соответствии с тактовыми импульсами на эмиттер транзистора 11, уменьшаются. Уменьщается также и величина ступенчатого напряжения. Процесс уменьщения величины ступенчатого напряжения продолжается до тех пор, пока она не станет р.авной заданной, т. е. абсолютной величине напряжения источника питания + 3. Это происходит потому, что зарядные порции тока, сообщаемые транзисторОМ 18 конденсатору 19, становятся настолько малыми, что заряд конденсатора 19 этими порциями компенсируется его разрядом через резистор 20. -Чем больщим коэффициентом усиления обладают буферные усилители -на транзисторах 14 и 18 я чем меньще величина разряда конденсатора 19 через резистор 20, тем с больщей точностью ступенчатое напряжение устанавливается равным заданному. Для увеличения точн1ости генерации ступенчатого напряжения заданной величины колиЧество каскадов буферных усилителей может быть увеличено. В случае изменения параметров схемы генератора под влиянием дестабилизирующих факторов изменяется напряжение на выходе интегрирующей С-цепи 9 в сторону сохранения величины ступенчатого напряжения равной заданной. Пацример, если под влиянием изменения температуры изменяются порции заряда, сообщаемые формирующему конденсатору 2 дозирующей схемой /, или изменится емкость этого конденсатора в сторону уменьщения величины ступенчатого напряжения, перестанут поступать порции тока с выхода компаратора 5 через буферный усилитель 8 на вход интегрирующей цепи 9 (см. :фиг. 1) и соответственно конденсатор 19 начнет разряжаться через резистор 20 до тех пор, пока не увеличатся порции заряда, сообщаемые дозирующей схемой формирующему конденсатору 2, до такой величины, при «оторой ступенчатое напряжение вновь станет равным заданному, т. е. пока не станут поступать порции тока с выхода компаратора на вход интегрирующей цепи. В кач«:тве дозирующей схемы в предлагаемом генераторе может быть применена любая схема, обеспечивающая ступенчатое нарастание или убывание напряжения на формирующем (Конденсаторе и имеющая вход управления этим процессом. Предмет изобретения Генератор ступенчатого напряжения, содеращий дозирующую схему, компаратор, исочник опорного напряжения, формирующий онденсатор, транзисторные ключи и интегриующую С-цепь, отличающийся тем, что, с елью повышения надежности работы устройтва, формирующий конденсатор подключен к азе транзистора компаратора ж к коллектору дного из транзисторов дозирующей схемы, аза которого подключена к дополнительному сточнику напряжения, подключенному также через резистор интегрирующей цепи к точке соединения базы транзистора буферного усилителя, коллектора транзистора компаратора и конденсатора интегрирующей цепи.

Г

fj

т

П

5