Генератор напряжения треугольной формы Советский патент 1978 года по МПК H03K4/06 

Изобретение относится к вычислительной и импульсной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля и устройствах отображения информации. Известен генератор напряжения треуголы ной формы, содержащий операционный усилитель, триггер, пороговое и переключающее устройство I. Недостатком этого генератора является несимметричность выходных импульсов. Наиболее близким техническим решением к изобретению является генератор импульсов треугольной формы, содержащий интегрирующий операционный усилитель, ключ, пороговые устройства и триггер 2. Недостатком данного генератора является сложность и невозможность регулировки амплитуды и угла наклона выходных имПуЛ1 СОВ:Целью изобретения ямяется расширение функциональных возможностей генератора. Поставленная достигается тем, что в предложенный 1 енсратор напряжения треугольной формы, содержащий триггер и интегрирую ций операционный усилитель, ко входу которого присоединены выходы коммутирующих ключей, введены конденсаторы, генератор импульсов возбуждения, делитель частоты, преобразователь импульсов, выполненный, например, на сегнетопьезоэлектрических трансформаторах, поляризованных взаимно противоположно, и элементы И. Вы.ход генератора импульсов возбуждения соединен со входами преобразователя .импульсов, первыми входами первого и второго элементов И и входом делителя частоты, выход которого соединен со входом триггера, первый и второй выходы ксяорого соединены со вторыми входами соответственно первого и второго элементов И, выходы которых соединены с угфавляюгцими входами соответственно первого и второго коммутирующих ключей. Выходы преобразователя через конденсаторы подключены ко входам коммутирукн1 х ключей. На чертвд е представлена функциональная электрическая схема генератора напряжения треугольной формы. Он содержит генератор I импульсов возбуждения, выход которого с юли11ен ос. входами преобразователя 2 импульсон, выполненного, например, на cei (ктппьс ur.-ieKipi ческмх трансформаторах, вторыми входами элементов И 3, 4 и входом делителя частоты 5, выход которого подключен к счетиому входу трипера 6. Генератор содержит также два разделительных конденсатора 7 и 8, два коммутирующих ключа 9 и 10, выходы которых соединены с суммирующей точкой интегрируюи его оиерационного усилителя 1 1. Идентичные сегнетопьезоэ.тектрические трансформаторы содержат секции возбуждения, генераторные секции, разделенные экранирующими электродами, соединенными с Н1ИНОЙ нулевого потенциала, а также входные и выходные электроды. Уровень и иаиравление поляризации секций возбуждения сегнетопьезотрансформаторов устанавливают в процессе изготовления, причем направление их поляризации должио взаи п-Io пргпивоноложным, что дает возможiiocTii получит1 раз11()иолярп1 1е п 1иульс1 1 iiaпряжения па выходах сегнетопьезотраисфор.маторов при одинаковой полярности нмпульсов на их входах. Генератор напряжения треугольной формы работает с.тедующим образом. В нс.ходном состоянии уровень логической единицы подан с выхода триггера 6 на нервыii вход элемента И 4, а ypoiseHh ло ичес; ого пуля - па первый вход элемеита И 3. При отсутствии и.мпульсов возбуждеli 1 па вторых входах элемептов И 3, 4 и|: 1сутствует уровень .логического пуля, след()вате;1ьно, уровень логического пуля подан с вь ходов элемептов И 3, 4 на управляющие входы ключей 9, 10, в результате чего этн к,НОЧИ находятся в разо.мкнутом состоягпш. Напряжение на выходе 12 генератора отсутствует. При 1оступленпи первого импульса вг)збуждепия па оба входа элемента И 4 подай ypoBeiiii .тогической едините. В результате на его выходе также появ;1яется уровень логичеекой ел1,иницы, который поступает на управляющий коммутирующий вход ключа 9 и замыкает его. Этот же и.млульс возбуждения действует на входе первого сегнетоньезотрапсформ атора преобразователя импу/ ьсов и на основании явлений обратного и прямого пьезоэффектов приводит к возникновению его на выходе положительного и.мнульса напряжения, который через разделительный конденеатор 7 и открытый ключ 9 ноступает на су.ммирующую усилителя II. В течение промежутка времени, равного длительности и.мпульса возбужд,ения, напряжение на выходе 12 растет по линейному закону. Окончание и.мпульса возбуждения приводит к размыканию ключа 9 вследствие подачи на его управляющий вход уровня логического нуля с выхода элемента И 4. Напряжение на выходе 12 остается постоянным до прихода следующего импульса возбуждения, после чего процесс повторяется. Таким образом, формируется передний фронт треугольного импульса панряже1П1я в виде пос.тедовательноети линейно возрастаюп1пх и горизонтальных участков. Формирование переднего фронта и.мпульса заканчивается при появлении первого импульса на выходе делителя частоты 5, который, будучи поданным на счетный вход триггера 6 ириводит к его оирокидыванию. После этс)го уровень логической единицы оказывается приложенным к первому входу элемента И 3, а уровень логического нуля - к первому входу элемента И 4. Таким образом, очередной импульс возбуждения приводит к замыканию ключа 10, и ко входу усилителя 1 1 приложен отрицательный импульс напряжения, возникающий на основании явлений обратного и прямого пьезоэффектов на выходе второго сегнетопьезотрапсфор.матора преобразователя 2 импульсов. Бтечение промежутка времени, равного длительности импул1 са возбуждения напряжение па выходе 12 уменьп.1ается по линейному закону, а после его окончания остается постоянным до момента прихода следуюп1его импульса возбуждения. Таким образом, формирование заднего фронта импульса напряжения треугольной (|)ормы происходит по тому же принципу, что и формирование переднего фронта, и заканчивается при появлении следуюпдего. импульса па выходе делителя частоты 5, нр 1водяп1,его схе.му в ж ходное состояние. В предлагаемом генераторе напряжения треугольной формы мoжн(J изг.ьенять длптельчость и частоту следования выходных тре Iu/ibiibix импульсов путем изменения коэф(р |циента деления делителя частоты 5. Изменение уровня поляризации генераторных секций сегпетопьезотрансформаторов пре(бразователя 2 и.;11ульсои. а следовательно, измепепие их коэфс)ин.иептов передачи, позволяет регулировать а И1Литуду выходных импу.;1ЬС()в и yio.;i наклона их (})ронтов при неизмен1юй длительности. Ф ормула изо брегения Генератор напряжения треугольной формы, содержащий интегрирующий операционный усилитель, ко входу которого присоединены выходы коммутирующих ключей и триггер, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены конденсаторы, генератор имнульсов возбуждения, делитель частоты, преобразователь импульсов, выполненный, например, на сегнетопьезоэлектрических трансформаторах, поляризованных взаимно противоположно, и элементы И; причем выход генератора и.мпульсов возбуждения соедииен со входами преооразователя импульсов, первыми входами первого и второго элементов И и входом делителя частоты, выход которого соединен со входом триггера, первый и второй выходы которого соединены со вторыми входами соответственно первого и второго элементов И, выходы которых соединены с управляющими входами соответственно первого и второго коммутирующих

ключей; выходы преобразователя через конденсаторы подключены ко входам коммутирующих ключей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР Л 447529, кл. Н 03 К 4/06, 15.12.72. .

2.Авторское свидетельство СССР 523517, кл. Н 03 К 4/06, 24.04.74.