Генератор пилообразного напряжения Советский патент 1981 года по МПК H03K4/08 

(54) ГЕНЕРАТОР ПИЛООБРАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

I

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в развертывающих устройствах.

По основному авт,. св. № 573859 известен генератор пилообразного напряжения, содержащий параллельно включенные ключевое устройство и интегрирующий конденсатор, управляемый источник зарядного тока, пиковый детектор, дифференциальный усилитель, источник опорного напряжения, дополнительный транзистор 1.

Недостаток устройства - большое время установления рабочего режима.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в генератор пилообразного напряжения, содержащий параллельно включенные ключевое устройство и интегрирующий конденсатор, управляемый источник зарядного тока, подключенный к одной из обкладок интегрирующего конденсатора, пиковый детектор, вход которого подсоединен к выходу генератора, дифференциальный усилитель, выходы которого подключены ко входам управляемого источника зарядного тока, а

один из входов - к выходу пикового детектора, источник опорного напряжения, подключенный ко второму входу дифференциального усилителя, при этом управляемый источник зарядного тока выполнен в виде включенных последовательно п-р-п-транзистора, резистора и р-п-р-транзистора, базы транзисторов подключены к выходам дифференциального усилителя, коллектор первого транзистора подключен к источнику питания, коллектор второго - к выходу генератора,

а в цепь питания пикового детектора включен дополнительный транзистор, затвор которого присоединен к одному из входов дифференциального усилителя, введены дополнительные второй транзистор, резистор, элемент управления, вход которого подключен ко входу устройства, выход - к затвору второго дополнительного транзистора, сток которого подключен через дополнительный резистор к одной обкладке накопительного конденсатора пикового детектора, а исток

непосредственно к другой его обкладке.

На чертеже приведена структурная электрическая схема генератора пилообразного напряжения.

Генератор содержит интегрирующий конденсатор 1, одна обкладка которого заземлена, а к другой подключены коллектор транзистора 2, ключевое устройство 3, пиковый детектор 4, связанный с одним входом дифференциального усилителя 5, другой вход которого связан с источником б опорного напряжения. Транзистор 2 базой непосредственно соединен с синфазным выходом (резистор 7) дифференциального усилителя 5, а эмиттером через резистор 8 - с эмиттером транзистора 9, коллектор которого связан с источником 10 питания, база - с противофазным выходом (резистор 11) дифференциального усилителя 5. Дополнительный транзистор 12 включен в цепи питания пикового детектора 4, его исток подсоединен к этому детектору, сток - к источнику 10 питания, а затвор - к противофазному выходу усилителя 5 и к источнику 10 питания. Устройство также содержит входную шину 13 генератора. Параллелько накопительному конденсатору пикового детектора 4 подключены последовательно соединенные дополнительные резистор 14 и транзистор 15, затвор которого подключен к выходу элемента 16 управления им, вход которой соединен с входной шиной 13 генератора. Исток транзистора 15 соединен с обкладкой накопительного конденсатора, связанной с обш.ей шиной, а сток - с другой обкладкой того же конденсатора, через резистор 14.

Последовательно соединенные дополнительные резистор 14 и транзистор 15 могут быть подключены не к накопительному, а к интегрируюш,ему конденсатору 1, если имеются ограничения режима работы ключевого устройства 3 (по величине тока разряда при микросхемном выполнении предлагаемого генератора) или ограничения режима работы усилителя, обычно подключаемого к выходу генератора.

Генератор пилообразного напряжения работает следующим образом.

При включении питающего напряжения накопительный конденсатор пикового детектора 4 заряжается от источника 10 питания через транзистор 12, ограничивающий величину зарядного тока накопительного конденсатора, так как в момент включения питающего напряжения транзистор 12 подзапирается напряжением на резисторе, через который он связан с источником 10 питания. По мере уменьшения тока транзистор 12 открывается и в установившемся режиме представляет собой цепь с малым сопротивлением. Напряжение на накопительном конденсаторе увеличивается, достигая величины равной или даже несколько большей, чем величина опорного напряжения, подаваемого от источника 6, что приводит через определенный промежуток времени к установлению рабочего режима генератора.

Во время прямого хода развертки под действием управляющего сигнала на входной шине 13 ключевое устройство 3 размыкается и конденсатор 1 заряжается близким к постоянному током транзисторов 2

и 9. Пилообразное напряжение с конденсатора 1 управляет работой пикового детектора 4, подключенного через транзистор 12 к источнику 10 питания. Дифференциальный усилитель 5 сравнивает напряжение, поданное с накопительного конденсатора этого детектора, с опорным напряжением, поданным от источника 6, и управляет транзисторами 2 и 9, обеспечивая постоянство амплитуды выходного пилообразного напряжения генератора независимо от влияния таких

дестабилизирующих факторов, как изменение емкости интегрирующего или накопительного конденсаторов, напряжения источника питания, параметров транзисторов. При увеличении амплитуды пилообразного напряжения на конденсаторе 1 (вследствие влияния дестабилизирующих факторов) накопительный конденсатор пикового детектора 4 подзаряжается до напряжения на конденсаторе 1. Из-за увеличивающегося напряжения на одном из входов усилителя 5

5 управляющее напряжение на его противофазном выходе (резистор 11) уменьшается, а на синфазном выходе (резистор 7) - увеличивается. Транзисторы 2 и 9 подзапираются, в результате чего зарядный ток конденсатора 1 уменьшается и на нем обеспечивается уменьшение амплитуды выходного пилообразного напряжения, в результате чего накопительный конденсатор пикового детектора 4 подзаряжается до уменьщенного напряжения на конденсаторе 1. При этом напряжение на одном из входов дифференциального усилителя 5 уменьшается, управляющее напряжение на его противофазном выходе увеличивается, а на синфазном выходе уменьшается. Транзисторы 2 и 9 подоткрываются, в результате чего зарядный

0 ток конденсатора 1 увеличивается и обеспечивается увеличение амплитуды выходного пилообразного напряжения.

Во время обратного хода развертки под действием управляющего сигнала на входной щине 13 ключевое устройство 3 замыкается и конденсатор 1 разряжается через него.

При отсутствии входного управляющего сигнала на входной щине 13 (случайное или произвольное отключение управляющей цепи

Q по которой сигналы подаются к входной щине 13) напряжение на интегрирующем и соответственно накопительном конденсаторах увеличивается, существенно превышая номинальное напряжение, определяемое опорным напряжением, подаваемым от источника 6 опорного напряжения, так как при отсутствии в генераторе дополнительных резистора 14, транзистора 15 и элемента 16 управления им интегрирующий конденсатор

1 подзаряжается током транзисторов 2 и 9, а накопительный конденсатор соответственно периодически подзаряжается током от транзистора 12. Это вызывает разбаланс напряжений на входах дифференциального усилителя 5, вследствие чего, несмотря на поступление вновь управляющего сигнала на входную шину 13, рабочий режим генератора устанавливается медленно, т. е. время установления рабочего режима увеличивается.

При наличии в генераторе дополнительных резистора 14, транзистора 15, соединенных последовательно и подключенных параллельно накопительному конденсатору, а также элемента 16 управления при отключении (пропадании) управляющего сигнала интегрирующий конденсатор 1 продолжает заряжаться сверх номинального напряжения током от транзисторов 2 и 9,, увеличивающееся напряжение с конденсатора 1 подается на вход транзистора пикового детектора 4, в результате чего он подоткрывается, и ток заряда накопительного конденсатора вследствие инерционности включения элемента 16 управления успевает подзарядить накопительный конденсатор до напряжения, незначительно превыщающего рабочее напряжение на нем, затем включается элемент 16 управления, транзистор 15 открывается и ток, ограниченный транзистором 12, ранее подзаряжавший накопительный конденсатор сверх его рабочего напряжения, начинает протекать через резистор 14 и транзистор 15 к общей шине, тем самым удерживая напряжение на накопительном, конденсаторе приблизительно на уровне его рабочего напряжения. Незначительное увеличение этого напряжения сверх рабочего, обусловленное инерционностью включения элемента 16 управления, в генераторе может быть легко скомпенсировано выбором соответствующей величины сопротивления дополнительного резистора 14. При этом через резистор 14 отводится ток транзистора 12 и ток частичного разряда накопительного конденсатора на этот резистор, в результате чегр напряжение накопительного конденсатора удерживается

практически на уровне его рабочего напряжения. Инерционность включения элемента управления в генераторе может быть уменьшена при наличии в этой схеме элемента сравнения, два входа которого соединены со входами дифференциального усилителя. При этом разбаланса напряжений на его входах не происходит, так как при незначительном превышении рабочего напряжения срабатывает элемент сравнения, и элемент 16 управления, управляя работой

транзистора 15, обеспечивает подключение резистора 14 к накопительному конденсатору, тем самым удерживая напряжение на нем на уровне рабочего напряжения.

При поступлении вновь управляющего

сигнала на входную шину 13 элемент 16 управления выключается, транзистор 15 закрывается и резистор 14 отключается от накопительного конденсатора, а ключевое устройство 3 замыкается и конденсатор 1 разряжается через него. Напряжение на накопительном конденсаторе удерживается равным рабочему напряжению на нем, благодаря чему генератор оказывается готовым к работе, а процесс медленного установтгения рабочего режима, имевщий место в известном генераторе при пропадании управляющих сигналов на его входной шине, в предлагаемом генераторе не возникает.

Формула изобретения

Генератор пилообразного напряжения по авт. свид. № 573859, отличающийся тем, что, с целью повыщения быстродействия, в него введены дополнительные второй транзистор, резистор, элемент управления, вход которого подключен ко входу устройства, выход - к затвору второго дополнительного транзистора, стбк которого подключен через дополнительный резистор к одной обкладке накопительного конденсатора пикового детектора, а исток непосредственно к другой его обкладке.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 573859, кл. Н 03 К 4/08, 1975.