Генератор импульсов Советский патент 1980 года по МПК H03K1/02 H03K3/28 

1

Изобретение относится к области имнульсной техники и предназначено для использования в качестве источника тактовых импульсов со стабильной инфранизкой частотой повторения. В частности, такой генератор может найти применение в качестве датчика временных иитервалов. в программно-временных устройствах.

Известны генераторы импульсов низких и инфранизких частот с интегратором на операционном усилителе, однако в инфранизкочастотном диапазоне они имеют недостаточно высокую стабильность генерируемой частоты вследствие соизмеримости входного напряжения интегратора и напряжения смещения нуля оиерациониого усилителя

.

Известен также генератор импульсов, содержащий два каскадно включенных операционных усилителя, времязадающие конденсатор и резистор, резистивный делитель напряжения 2.

В нем достигнута компенсация напряжения смещения иуля и тока утечки времязадающего конденсатора за счет выравнивания длительности прямого и обратного хода интегратора, однако он не допускает синхроиизации колебаний от внешнего источника импульсов, что исключает возможность повыщения надежности устройства

путем резервирования генераторов. Длительность первого генерируемого импульса в известном генераторе нестабильна, это приводит при соизмеримости периода иовторения генератора и длительности временной установки программно-временного устройства к снижению точности устройства в целом. Целью изобретения является расширение

функциональных возможностей и иовышение стабильности генератора.

Для достижения указанной цели в геиератор импульсов, содержащий два каскадно включенных операционных усилителя,

времязадающие конденсатор и резистор, подсоединенные к инвертирующему входу иервого операционного усилителя, резистивиый делитель наиряжения, средняя точка которого подключена к неинвертирующему

входу первого операционного усилителя, первое плечо - к времязадающему резистору, а второе - к неинвертирующему входу второго операциоииого усилителя, в него введены двусторонний ограничитель, включенный между выходом и неинвертирующим входом второго оиерационного усилителя и подключенный к псточнику двух опорных наиряженнй, н два синхронных ключа. Одиниз ключей подключеп параллельпо времязадающему конденсатору, а второй включен

между неинвертирующим входом второго операционного усилителя и одним из выходов источника оиорного нанряжения, иричем иервое илечо делителя напряжения иодключено к другому выходу источника опорного напряжения.

На чертеже приведена принципиальная схема генератора импульсов.

Генератор импульсов содержит опорные усилители 1 и 2, времязадающий конденсатор 3, времязадающий резистор 4, делитель напряжения на резисторах 5, 6, ограничитель 7, синхронные ключи 8, 9, источники 10, 11 опорных напряжений.

Генератор импульсов работает следующим образом.

В исходном состоянии после включения питания ключи 8 и 9 замкнуты. При этом на выходе операционного усилителя 1 устанавливается потенциал, равный напряжению источника на выходе операционного усилителя 2 - потенциал, равный отрицательному напряжению ограничения усилителя.

Формирование импульсов начинается от момента размыкания ключей 8 и 9. После размыкания ключей отрицательное напряжение на выходе операционного усилителя 2 сохраняется за счет действия положительной обратной связи через ограничитель 7.

В операционном усилителе 1 начинается интегрирование отрицательного напряжения, поступающего с выхода ограничителя 7 через резистор 6. Выходное напряжение операционного усилителя 1 линейно падает. При равенстве напряжений на обоих входах операционного усилителя 2, т. е. по достижении выходным напряжением операционного усилителя 1 значения -t/on, происходит замыкание петли положительной обратной связи операционного усилителя 2 и его выходное напряжение скачкообразно меняется до положительного напряжения ограничения усилителя. Па выходе ограничителя 7 оказывается при этом напряжение - -UoTi, и входное напряжение операционного усилителя, поступающее через резистор 6, меняет знак. Выходное напряжение операционного усилителя 1 начинает нарастать.

По достижении выходным напряжением операционного усилителя значения +f/on устройство приходит в исходное состояние, после чего происходят повторное замыкание петли обратной связи операционного усилителя 2 и изменение полярности входного напряжения операционного усилителя 1 и процесс повторяется.

В любой момент устройство может быть приведено в исходное состояние кратковременным (на время, достаточное для разряда конденсатора 3 через ключ 8) замыканием ключей 8 и 9.

При этом периодическое замыкание синхронных ключей не вызывает нарушения равенства полупериодов генерации, обеспечивающего компенсацию смещения нуля операционного усилителя 1.

Применение изобретения в цифровых автоматах, в частности в программно-временных устройствах, обеспечивает повышение точности за счет устранения выбега частоты, а также повышение надежности благодаря использованию нескольких аналогичных генераторов с взаимной синхронизацией;

Формула изобретения

Генератор импульсов, содержащий два каскадно включенных операционных усилителя, времязадающие конденсатор и резистор, подключенные к инвертирующему входу первого операционного усилителя, резистивный делитель напряжения, средняя точка которого подключена к неинвертирующему входу первого операционного усилителя, первое плечо - к времязадающему резистору, а второе - к неинвертирующему входу второго операционного усилителя, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения стабильности, в него введены двусторонний ограничитель, включенный между выходом и неинвертирующим входом второго операционного усилителя и подключенный к источнику двух онорных напряжений, и два синхронных ключа, один из которых подключен параллельно времязадающему конденсатору, а второй включен между неинвертирующим входом второго операционного усилителя и одним из выходов источника опорного напряжения, причем первое плечо делителя нанряжения подключено к другому выходу источника опорного напряжения.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 366559, кл. Н ОЗК 4/50, 1971.

2.Патент США № 3564455, кл. 331-135, 08.08.68 (прототип).