Генератор пилообразного напряжения Советский патент 1976 года по МПК H03K4/72 

Изобретение относится к и.мпульсной технике.

Известен генератор пилообразного напряжения, содержащий и сточник перемениого тока, генератор синусоидального сигнала, выпрямитель, зарядный конденсатор, цепь компенсации 1. Однако такой генератор не позволяет получить выходные сигналы большой длительности.

Наиболее близким ио технической сущности к предлагаемо.му является генератор пилообразного напряжения, содержащий ждущий генератор силусоидальных колебаний с трансформатором в коллекторной цепи транзистора, траизисторный формирователь управляющего силнала, вход которого подключен к одной из обмоток трансформатора ждуи,его генератора синусоидальных колебаний, а выход через ключ связан с формирующим конденсаторО1.м, и блок фор.мирования пилообразното напряжения, состоящий из операционного усилителя, ох/ваченного цепями обратной связи 2.

Недостатком данного генератора Я1вляется недостаточ.ная линейность и длительность выходного напряжения.

Целью изобретения является повышение линейности при одновременном увеличении длительности выходного напряжения.

Это достигается тем, что в предлагаемый

генератор пилообразного напряжения введены дополнительный источйик постоянного напряжения, эмиттерный повторитель на биполярном Т1ран;зисторе и истоковый повторитель

на полевом транзисторе, исток которого подключен к базе биполярного транзистора и к входу блока фор мировапия пилообразного напряжения, а сток - к одной из обкладок формирующего конденсатора, к источнику питания и через резистор к эмиттеру биполярного транзистора, а вторая об кладка формирующего конденсатора подключена к точке соединения затвора полевого трапзистора и ключа и дополнительному источнику постоянного напряжения, который через резистор подключен к выходу блока формирования пилообразиого напряжения.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого генератора.

Генератор содержит ждущий генератор 1 синусоидальных колебаний, состоящий из транзистора 2, трансформатора 3, резисторов 4, 5, 6, конденсаторов 7, 8 и диода 9, транзисторный формирователь управляющего сигнала, состояищй из транзистора 10, диода 11, резистора 12 и конденсатора 13, формирующий .конденсатор 14, эмиттерный повторитель на биполярном транзисторе 15, истоковый повторитель на полевом транзисторе 16, резистоpax 17-20, коаденсаторе 21, операционный усилитель 22 с цепями обратной связи, состоящими из резисторов 23-25 и нагрузкой из резистора 26 и коняенсатора 27, ключ из реле 28 с контактами 29 и резистором 30. Выход операционного усилителя через резистор 31 и дотюлнительный источник 32 постоянного напряжения соединен с формирующим конденсатором. Питание генератора осуществляется от источника питания 33. Принцип работы генератора заключается в следующем. В момент включения источинка питания 33 конденсатор 14 разряжен, напряжение на эмиттере транзистора 15 максимально. Поскольку эмиттер транзистора 2 соединен с эмиттер01М транзистора 15 и напряжение на не.м превышает положительное смещение, нодаоаемое с резистора 5 на базу транзистора 2, то oil проводит ток, и в трансформаторе .возникают синусоидальные колеоания, которые выпрямляются диодом 11 и заряжают конденсатор 13 в такой полярности, что это приводит к отпиранию траязистор.а 10 н протеканию тока по обмотке реле 28. Реле срабатывает и контактом 29 замыкает цепь за.ряда конденсатора 14, который быстро заряжается через резистор 30 до напряжения источника питания 33, что приводит к понижению напряжения на истоке транзистора 16, а следовательно, на базе и эмиттере транзистора 15. В результате этих процессов транзисторы 2 и 10 закрываются, ток через обмотку реле 28 прекращается, и контакт 29 реле размыкается, разрывая цепь заряда конденсатора 14, который начинает разряжаться по цепи, содержащей последовательно и согласно с ним включенный дополнительный источник 32 постоянного напряжения, ВКЛюче:Н)ый встречно источнику питания 33, и резисторы 31 н 26. При разряде конденсатора 14 напряжение на neiM убывает по линейному закону, а следовательно, по такому же закону изменяются токи через транзисторы 16 п 15 и падение напряжения на истоковой HarpysiKe первого и эмпттериой нагруз(Ке второго. Пилообразное напряжение с резистора 19 подается на вход операционного усилителя 22 и выделяется в качестве выходного на его нагрузочном резисторе 26. Высокая линейность пилообразного напряжения на выходе предлагаемого генератора обеспечивается практическим постоянством разрядного TOiKa формирующего конденсатора 14, который равен и,,+ Ui- и, + и где Ui - напряжение на форМИрующем конденсаторе 14; 1/2 и бз - напряжение на источниках питания 32 и 33 соответственно; и - напряжение на выходе операционного усилителя; и - сопротивления резисторов 31 и 26 соответственно. Режим работы операционного усилителя задается таким, чтобы для любого момента времени выполнялось равенство U,,, О, тогда - const. В генераторе минимальное аначенне тока разряда формирующего конденсатора ограничено только током утечки конденсатора 14. Использование конденсаторов с малым током утечки позволяет иметь .малый разрядный ток, а следовательно, формировать пилообразное напряжение большой длительности. Для обеспечения высокой линейности пилообразного напряжения требуется обеспечить равным единице общий коэффициент передачи истокового повторителя и операционного усилителя. При этом иэменение выходного напряжения, компенсирующее изменение разрядного тока формирующего конденсатора, определяется не изменением величины тока через формирующий конденсатор, а изменением напряжения на нем. Так как нри коэффициенте передачи, равном единице, разрядный так конденсатора строго линейный, то линейность пилообразного напряжения может быть высокой. Формула изобретения Генератор пилообразного напряжения, содержащий ждущий генератор синусоидальных колебаний с трансформатором в коллекторной цепи транзистора, транзисторный формирователь управляющего сигнала, вход которого подключен к одной из обмоток трансфорМатора ждущего генератора синусоидальных колебаний, а выход через ключ связан с формирующим конденсатором, н блок формирования пилообразного напряжения, состоящий из операционного усилителя, охваченного цепями обратной связи, отличающийся тем, что, с целью повышения линейности при одновременном увеличении длительности выходного напряжения, в него введены дополнителыный источник постоянного напряжения, эмиттерный повторитель на биполярном транзисторе и истокоеый повторигель на полевом транзисторе, исток которого подключен к базе биполярного транзистора и к входу блока формирования пилообразного напряжения, а сток - к одной из обкладок формирующего конденсатора, к источнику питания и через резистор к эмиттеру биполярного транзистора, а вторая об кладка формирующего конденсатора подключена к точке соединения затвора полевого транзисгора и ключа и дополнительному источнику постоянного напряжения, который через резистор подключен к выходу блока фор1М рования пилообразного напряжения.

Источники внфор.мации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Японский патент, № 2705, кл. 98 (5) С 12, 1967.

2.Авт. СБ. № 374721, кл. Н ОЗК 4/70, 1971 (прототип).