Формирователь ступенчатого напряжения Советский патент 1979 года по МПК H03K4/62 

(54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ СТУПЕНЧАТОГО НАПРЯЖЕНИЯ

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть,использовано для получения ступенчатого напряжения как с постоянной величиной приращения, так и с приращением, возрастающим по показательному закону.

Известен формирователь ступенчатого напряжения, содержащий интегрируюпдий конденсатор, подключенный к выходу транзисторного ключа, управляемого щйротноимпульсным модулятором 1.

Недостатком такого формирователя являются сложность и ограниченная область применения. .

Наиболее близким к данному изобретению является формирователь, содержащий интегрирующий конденсатор, подключенный к выходу транзисторного ключа, и конденсаторную запоминающую ячейку, подключенную через управляемый цлюч к потенциальной обкладке интегрирующего конденсатора 2.

Недостатком этого формирователя является сложность и, следовательно, низкая надежность, а также непостоянство длительности горизонтального участка формируемого ступенчатого напряжения.

Целью изобретения является повыщёние надежности.

Для этого в формирователь ступенчатого напряжения, содержащий интегрирующий конденсатор, подключенный через первый ключ к источнику постоянного напряжения, запоминающую ячейку, вход которой через второй ключ соединен с интегрирующим конденсатором, и импульсный источник питания, к выходу которого подключены управляющие входы запоминающей ячейки и второго ключа, введены инвертор, токостабилизирующ,ий двухполюсник и дополнительный ключ, причем вход токостабилизирующего двухполюсника соединен с выходом первого ключа, а выход - с выходом запоминающей ячейки через дополнительный ключ, управляющий вход которого соединен с выходом инвертора, вход которого соединен с выходом импульсного источника питания; кроме того, с целью получения выходного сигнала в виде показательной функции времени, токостабилизирующий двухполюсник выполнен в виде резистора.

На фиг. 1 показана электрическая схема предлагаемого формирователя; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы. Формирователь содержит ключ 1, интегрирующий конденсатор 2, источник постоянного напряжения 3, конденсаторную запоминающую ячейку 4, образованную, например, согласующими усилителями 5 и 6, конденсатором 7 и транзисторным ключом 8, инвертор 9, импульсный источник 10 питания, ключ 11 на транзисторе и зарядную цепь, образованную токостабилизирующим двухполюсником 12 и ключом 13 на транзисторе. Позициями 14-19 (фиг. 2) обозначены рассматриваемые моменты времени. Согласующие усилители конденсаторной запоминающей ячейки имеют высокое входное и низкое выходное сопротивление, а суммарный коэффициент передачи К Ki -Ка выбран больще единицы, где К( - коэффициент передачи согласующего усилителя 5, Кг - коэффициент передачи согласующего усилителя 6. В исходном состоянии ключ 1 замкнут, а конденсатор 2 заряжен от источника 3 до напряжения Е (фиг. 26). Под действием импульсного питающего напряжения от источника 10 (фиг. 2а) ключи 8 и 11 периодически открываются на время t. В результате этого на выходе формирователя устанавливается постоянное напряжение величиной КЕ (фиг. 2в), где Е - напряжение источника 3. Ключ 13 работает в противофазе с ключами 8 и 11, Так как на его затвор импульсное питание подается через инвертор 9. При размыкании ключа Г в момент времени 14 начинается линейный заряд конденсатора 2 через замкнутый ключ 13 и токостабилизирующий двухполюсник 12 от источника с напряжением КЕ (фиг. 26). Ключи 8 и 11 при этом разомкнуты. В момент времени 15 ключ 13 размыкается, а ключи 8 и 11 замыкаются, в результате чего заряд конденсатора 2 Пр ёкращается, а значениенапряжения, установивщееся на конденсаторе 2 к моменту времени 15, переписывается в конденсаторную запоминающую ячейку 4. При этом на выходе устройства возникает ступенчатое приращение напряжения (фиг. 2в). В момент времени 16 вновь замыкается ключ 13, а ключи 8, И размыкаются и конденсатор 2 вновь подзаряжается на такую же величину, как на участке 14-15, так как зарядный ток стабилизирован двухполюсником 12. Далее процессы повторяются с частотой импульсного питающего напряжения, а на выходе формирователя получают ступенчатое напряжение с постоянной величиной приращения {фиг. 2в). При замыкании ключа 1 (момент времени 17 на фиг. 2) конденсатор 2 быстро разряжается до напряжения Е и схема готова к формированию нового цикла ступенчатого напряжения. При необходимости сформировать ступенчатое напряжение, величина приращения которого увеличивается по закону показательной функции, в качестве токостабилизирующего двухполюсника используют токоограничительный резистор. Величину резистора выбирают из соотношения RC t, где R - величина токоограничительного резистора,С-величина емкости интегрирующего конденсатора, т-длительность управляющих импульсов. Работа формирователя в этом случае поясняется эпюрами, приведенными на участке 18-19 фиг. 2 (эпюры на участке 18-19 Построены для меньшего значения суммарного коэффициента передачи, чем для эпюры на участке 14-17). Формула изобретения 1. Формирователь ступенчатого напряжения, содержащий интегрирующий конденсатор, подключенный через первый ключ к источнику постоянного напряжения, запоминающую ячейку, вход которой через второй ключсоединен с иf тeгpиpyющим конденсатором, и импульсный источник питания, к выходу которогоподключены управляющие входы запоминающей ячейки и второго ключа, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности, в него введены инвертор, токостабилизирующий двухполюсник и дополнительный ключ, причем вход токостабилизирующего двухполюсника соединен с выходом первого ключа, а выход - с выходом запоминающей ячейки дополнительныи ключ, управляющий вход которого соединен с выходом импульсного источника питания. . Формирователь по п. 1, отличающийся тем, что, с цельк) получения выходного сигнала в виде показательной функции времени, токостабилизирующий двухполюсник выполнен в виде резистора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 414723, кл. Н 03 К 4/62, 1974. 2. Авторское свидетельство СССР № 549882, кл. Н 03 К 4/62, 1977.

№fl

1пл1и тпллшг

%и

т