Генератор импульсов Советский патент 1981 года по МПК H03L1/02 

вертирующий .вход подключен к накопительному конденсатору, а неинвертирующий вход - к выходу делителя напряжения, и времязадающий конденсатор, одна обкладка которого соединена с общей шиной, а другая - с катодом диода через параллельно включенные разрядный диод и второй зарядный резистор - с источником питания, введены параллельно соединенные дополнительные диод и первый резистор, которые включены между на копительным конденсатором и точкой соединения второго вывода первого зарядного резистора со входом делителя напряжения, и второй дополнительный резистор, который включен между анодом диода и накопительным конденсатором. На чертеже Приведена электрическая схема предлагаемого генератора импульсов, Генератор импульсов содержит вре мязадающий RC-MOCT, снабженный первым и вторым зарядными резисторами 1,2, времязадающим 3 и накопительны 4 кондейсаторами, к входной диагона ли которого подключен источник пита ния шиной 5 и общим выводом и вход операционного усилителя 6, неинвертирующий вход которого подключен к выходу делителя 7 напряжения на резистора.х 8,9. Инвертирующий вход операционного усилителя подключен к потенциальной обкладке накопительно го конденсатора 4, а выход - к первому выводу зарядного резистора 1. К выходной диагонали КС-моста подключен диод 10 катодом к точке соединения второго зарядного резистора 2 и времязадающего конденсатора 3, В генератор введены параллельно соединенные дополнительные первый резистор 11 и диод 12, первый вывод которых соединен со вторым выводом зарядного резистора 1 и со входом делителя 7 напряжения, второй - обр зованный катодом диода и выводом ре зистора - с потенциальной обкладкой накопительного конденсатора 4 и чер второй дополнительно включенный резистор 13 - с анодом диода 10 выход ной диагонали RC-моста. В схеме генератора имеется разря ный диод 14, включенный параллельно второму зарядному резистору 2 в про дящем направлении .для тока разряда времязадающего 3 и накопительного 4 конденсаторов при выключении источн ка питания, а также клемма 15 - вых Устройство работает следующим об разом. При подаче питающего напряжения на выходе 15 устанавливается напряжение, приблизительно равное напряжению источника питания. Это обуслов лено тем, что при питании операцион ного усилителя от одного источника его выходе в любом режиме работы -мож быть .только положительный потенциал, который подается на вход делителя 7 напряжения. В результате действия положительной обратной связи на выходе операционного усилителя скачком устанавливается напряжение, приблизительно равное напряжению источника питания. Начинается заряд накопительного конденсатора 4 от шины 5 источника питания через внутреннее сопротивление операционного усилителя, резистор 1, Диод 12, шунтированный резистором 11, а времязадающего конденсатора 3-через упомянутые элементы, последовательно соединенные резистор 13 и диод 10 и резистор 2. Для обеспечения работы устройства постоянная времени КСцепи времязадающего конденсатора должна быть больше постоянной времени КС-цепи накопительного конденсатора. Следовательно, накопительный конденсатор. заряжается до входного напряжения делителя 7 минус падение напряжения на диоде 12, однако опрокидывание операционного усилителя не происходит, так как потенциал на втором (неинвертирующем) входе превышает потенциал на третьем (инвертирующем) входе. Это условие автоматически выполняется установкой коэффициента заполнения, при этом величина падения напряжения на резисторе 8 от тока делителя 7 намного меньше напряжения на диоде 12. Такое состояние удерживается до тех пор, пока в результате заряда времязадающего конденсатора не наступает равновесие КС-мосТа, при котором в выходной диагонали ток начинает уменьшаться, до нуля. С этого момента накопительный конденсатор начинает дозаряжаться с постоянной времени КС-цепи времяза.дающегр конденсатора и синхронно с ним до тех пор, пока не наступает равенство напряжений на дифференциальном входе операционного усилителя. Последний опрокидывается, на его выходе устанавливается низкий уровень остаточного напряжения, а ток в выходной диагонали отсекается обратно смещенным диодом 10. При этом размыкается цепь заряда времязадающего, накопительного конденсаторов и цепь входного тока делителя напряжения. Однако времязадающий конденсатор продолжает заряжаться через резистор 2 до напряжения источника питания и на дальнейший процесс влияния не оказывает, так как эта цепь с помощью обратносмещенного диода 10 отключается. Начинается разряд накопительного конденсатора 4 через резисторы 1,8, 9,11, внутреннее сопротивление one- рационного усилителя. При снижении напряжения на потенциальной обкладке накопительного конденсатора до уровня остаточного напряжения на выходе операционного усилител.я последНИИ опрокидывается и на выходе уста навливается напряжение, приблизитель но равное напряжению источника питания. Далее процесс заряда-разряда накопительного конденсатора определя ется собственными параметрами элемен тов RC-цепи. Таким образом, на выходе устройст ва устанавливаются незатухающие колебаний прямоугольных импульсов, ; параметры которых определяются RCэлементами, делителем 7 напряжения и диодом 12. Регулирование .коэффициента заполнения в пределах от нуля до единицы осуществляется резистором 8. Крутизна наклона выходной характерис тики устанавливается соотношением резисторов 1,9, током зар-яда накопительного конденсатора и степенью шунтирования диода 12 резистором 11. При изменении напряжения питания, например при увеличении, увеличивает ся ток заряда конденсатора, уменьшается сопротивление диода 12 и, соответственно, суммарное сопротивлени в цепи заряда накопительного конденс тора, в результате чего процесс заря да последнего ускоряется, длительнос импульса уменьшается. Длительность разряда накопительного конденсатора (длительность паузы) при этом увеличивается. Это обусловлено тем, что при увеличении напряжения источника питания синхронно увеличивается напряжение на входе делителя, напряжение на накопительном конденсаторе в момент его сравнения с выходным напряжением делителя, а величина оста точного напряжения на выходе, до которого разряжается накопительный кон денсатор, практически не зависит от напряжения питания. Следовательно, при увеличении напряжения питания увеличивается амп литуда тока выходных импульсов, умен шается коэффициент заполнения и, таким образом, средний ток выходных импульсов стабилизируется. Изменением крутизны наклона выходной характеристики достига ется не обходимая зависимость среднего тока импульсов От изменения напряжения питания. Стабилизация времени задержки выдачи импульсов при изменении н.апряжения питания достигается включением в выходную диагональ RC-мЬста последовательно с диодом 10 дополнительного резистора 13. Так как нелинейный элемент (диод 12) включен в проводящем направлении для тока заряда времязадающего и накопительного конденсаторов с целью изменения коэффициента заполнения, то, очевидно, аналогичное влияние он оказывает и на формирование времени задержки выдачи импульсов при изменении напряжения питания. Влияние диода 12 на стабильность времени задержки проявляется тем больше, чем меньше сопротивление резистора 1 по сравнению с сопротивлением резистора 2, что имеет место в большинстве случаев практического применения. Введение в выходную диагональ КС-моста резистора 13 уменьшает составляющую зарядного тока времязадающего конденсатора 3 и, таким образом, достигается стабилизация момента наступления равновесия НС-моста, а, следовательно, времени задержки выдачи импульсов при изменении напряжения питания. Изменением сопротивления резистора 1-3 достигается установка положительных и отрицательных приращени| времени задержки выдачи импульсов при изменении напряжения питания или приращения, равного нулю, при котором имеет место наибольшая стабильность. При равенстве сопротивлений зарядных резисторов.1,2 или в тех случаях, когда сопротивление резистора 2 меньше сопротивления резистора 1, стабильность работы устройства обеспечивается при равенст-ве нулю сопротивления резистора 13. При включении напряжения питания времязадающий конденсатор 3 разряжается через диод 14 и сопротивление операциойного. усилителя оказываемое разрядному току между выводс1ми подключения источника питания. Преимуществом предлагаемого генератора с задержкой выдачи импульсов перед известными является то, что в нем с помощью нелинейного элемента, например диода, шунтированного резистором, включенного в цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя последовательно с зарядным резистором в проводящем направлении для тока заряда и образующих одно из плеч RC-моста, достигается стабилизация среднего тока импульсов, а с помощью резистора, включенного последовательно с диодом в выходную «иагональ моста, достигается стабилизация времени задержки выдачи импуль- сов при изменении напряжения питания. Формула изобретения Генератор импульсов, содержащий операционный усилитель, выход котороо подключен к одному выводу первого зарядного резистора, инвертируюий вход подключен к накопительному онденсатору, а неинвертирующий входвыходу делителя напряжения, и вреязадающий конденсатор, одна обклада которого соединена с общей шиной, другая - с катодом диода и через араллельно включенные разрядный иод и второй зарядный резистор источником питания,.отличащийся тем, что, с целью повышения стабильности среднего тока импульсов и времени их задержки, . в него введены параллельно соединенные дополнительные диод и первый резистор, которые включены между накопительным, конденсатором и точкой соединения второго вывода первого зарядЦ ного резистора со входом делителя напряжения, и второй дополнительный

резистор, которолй включен между анодом диода и накопительным конденсатором .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1f Авторское свидетельство СССР 429506, Кл. Н 03 К 1/18, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР 586546, КЛ. Н 03 К 3/02, 1976.

О

Д

5 J9

13

Ю

9

« И