Генератор треугольных импульсов Советский патент 1978 года по МПК H03K4/12 G06G7/26 

1

Изобретение от«оситея к электронике и может быть использовано в импульеной технике, автоматике и аналоговой вычислительной технике в качестве задающего генератора.

Известны генераторы пилообразного наиряжения, в которых в качестве формирователя фронтов импульса используется интегрирующее звено 1, 2.

Первое из известных устройств - генератор линейно растущего напряжения - содержит регулирующий элемент, дифференциальный усилитель, резисторы, конденсатор, разряжаемый :ключом, и источник опорного напряжения 1. Однако подобные генераторы функциоиируют только в ренсиме внещиего запуска, треб}ют дополнительного высокостабипьного задающего генератора и самостоятельно задачу стабильности фроитов вы-ходиых пульсов не решают.

Наиболее близким но технической сушно-сти является устройство, содсфжан1;ее интегрирующий усилитель, между входом которого i: первым источником опориого напряжения включен резиетор, ключевой транзистор, дифференциальный усилитель, резисторы, кокдеисатор и второй источиик опорного напряже«ия.

Однако наличие ключевых элементов, ш}нтирующих интегрирующий усилиггель и входную цепь диффереициального усилителя, нриводнт к дОПОлннтельнсму начальному смещению интегр1грующего усилштеля за счет остаточного 1 аиряжения ключа н к разбаланс} ИР ОВОДИ1М остей входов дифферонниальпого усилителя. Дрейф нарамотрОВ ключевых элемеитов в тсмиературном д.иапазоне )зызывпет изменение начального смещс;П1я интегрир ющего усилителя и изменение величины разбаланса иpoвoди ocтeй входов Д1и1)фереиц11ал1)иого ус -1лителя, чго приводит к нестабильпости длительности фр01ггов выходных имиуль00 в.

Целью изобретеиия является повышение стабильности длительности фронтов выходных и М:иульсов.

с этой целью в генераторе треугольных нмнульсов, содержаи1ем интегрирующий усил);тел1, ключев с)) транзистор, .дифференциальный сил1ггель. резисторы, конденсаторы и нс1ОЧИН1К оиорного наиряжеиня, первьп. второй. третиГг и чег1;ергый резисторы собраны но мостог()й ди.пчлккть KOTOpoii гислючена между вьгходом устроГ1ства и обще1 | шиной, другая--Л1ежд иипе)тир 1ощил и нек1и;зе лир ющим входами дифференциального сили1теля. иараллсльно неинвер1Ируюи1,ел-1у входу которого подключен кондспсатор. а в ыход дифференциального уснлителя подключен к базе ключевого транзистора, коллектор которого заземлен, эмиттер иодключеи к точке соединения пятого и шестого резисторов, включенных между вторым источником опорного напрял ения и входом интегрирующего усилителя.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема генератора треугол.ьных им пульсов.

Устройство содерл ит интегратор, выполненный «а интегрирующем усишителе 1 с конденсатором 2 в цепи обратной , диффереициальный усилитель 3, па;раллельно неинвертирующему входу которого пюДКлючен конденсатО|р 4, ключевой транзистор 5, резисторный мост на резисторах 6-9, резисторы 10, II, включеннЫе между одиим источником опорного напряжения 12 и входом интегрирующего усилителя 1, резистор 13, включенный между другим источником опорного напряжения 14 и входом интегрирующего усилителя 1.

Генератор работает следующим образом.

Линейно-изменяющееся напряжение с выхода интегратора поступает на резисторный мост (резисторы 6-9) с выход ной ди агонали которого напряжения подаются на управляющие входы дифференциального усилителя 3. (На Инвертирующий вход непосредственно, а на неинвертирующий - через времязадающий конденсатор 4). Дифференциальный усилитель 3 посредством кл:Ючевого транзистора 5 управляет режимом работы интегратора. Это достигается путем подключения входа интегрирующего усилителя 1 либо к источнику опорного напряжения 12 (через резисторьг 10, 11) либо) к общей шине (через резистор 11). ПрИ замыкании ключа 5 интегратор формирует линейно-возрастающее напряжение от источника опорного напряжения 14 (интервал времени ), а при отключении ключа 5 - линейно-падающее напряжение от онорНЫХ источников 14 и 12 (интервал времени ). МоМенты времени переключения ключа 5 определяются моментами времени сравнения напряжений на инвертирующем и неинвертирующем входах усилителя 3, т. е. при их равенстве. Прн периодлпческом замыканив ключа 5 на выходе генератора будут формироваться имнульсы треугольной формы.

Длительность Т фронта импульса треугольопределяется из следующего ,. )

Ri + R

-

где - сопротивление резистора 7; Ri - сопротивлени1е резистора 9; Cz - емкость конденсатора 4. Причем для термостабильной работы дифференциального усилителя 3 должно выполняться следующее условие и (Ri - сопротивление резистора 6, Rs - сопротивление резистора 8).

Р1з формулы (1) следует, что для формирования фронта импульса, необходимо обеспечить условие )2. Длительность фронтов импульса треугольной формы определяются только резисторами 7, 9 и конденсатором 4.

Ф о р м у л а и 3 о б р е т е н и я

Генератор треугольных импульсов, содержащий интегрирующий усилитель, между входом которого и первым источником опорного напряжения включен резистор, ключевой

транзистор, дифференциальный усилитель, резисторы, конденсатор и второй источник опорного напрялсения, отличающийся тем, что, с целью повыщения стабильности длительности фронтов выходных импульсов,

первый, второй, третий и четвертый резисторы сОбраны по мостовой схеме, одна диагональ которой включена между выходом устройства и общей шиной, другая - между инвертирующим и неинвертирующим входами

дифференциального усилителя, параллельно неинвертирующему входу которого подключен конденсатор, а выход дифференциального усилителя подключен к базе ключевого транзистора, коллектор которого заземлен, эмиттер подключен к точке соединения пятого и шестого резисторов, В1ключенных .между вторым источником опорного напряжения и входом интегрирующего усилителя.

Источники информации,

принятые во вниман1ие при экспертизе

1..Авторское свидетельство СССР №127329, кл. Н ОЗВ 4/12, 1960.

2.«Проектирование и при1менение операциОННых усилителей под редакцией Дж. Грэма, М.,«Мир, 1974, с. 440, фиг. 11, 9.