Формирователь пилообразного напряжения Советский патент 1982 года по МПК H03K4/50 

454) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ПИЛООБРАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

I

Изобретение относится к импульсной технике и может быть испопьзовано, например, в поисковых системах фазовой автоподстройки частоты.

Известен управляемый фантастронный генератор, содержащий интегрирующий усилитель на двух последовательно включенных транзисторах, первый из которых является составным из транзисторов про тивоположного типа, проводимости и соединен через резистор со входной шнной, а коллектор второго соединен с выходной шиной и через конденсатор - с базой первого транзистора, триггер с общим эмиттepны г сопротивлением, роль которого выполняет коллекторная цепь первого транзистора интегрирующего уснлЕтеля.на двух транзисторах, один из KOTCVрых является общим со вторым транзиотором интегрирующего усилителя, а база второго через цепь запуска на транзисторе и диоде соединена с выходом интегрирующего усилителя, электронный ключ на полевом транзисторе, канал которого

включен между базой первого транзистора {штегрирующего усилителя и общей шиной, а затвор подключен к коллектору второго транзистора триггера 1 .

Недостатком устройства является низкая стабильность его работы, большие габариты и вес.

Наиболее близким к предлагаемому является формирователь пилообразного на10пряжения, содержащий дифференциальный усилнтепь, не инвертирующий вход которого подключен к первой входной шине устройства, а инвертирующий вход через первый резистор соединен со второй шиной устройства, а через конденса-. тор - с выходом дифференциального усилителя, делитель напряжения, подключенный между шинами источника питанта, первый транзистор, эмйттер которого под ключей к базе второго транзистора и к одному из выводов второго резистора, третий транзистор, эмйттер которого подключен к общей шине устройства, полевой транзистор, третий и четвертий резисторы, конденсаторы, транзисторы 2 Недостаток устройства - малый размах формируемого напряжения, низкая надежность. Цель изобретения - увеличение размаха формируемого напряжения при одновременном упрощении устройства. Поставленная цель достигается тем, что в формирователе пилообразного напряжения, содержащем дифференциальный усилитель, неинвертнрующий вход которого Подключен к первой входной шине устройства, инвертирующий вход через первый резистор соединен со второй входной шиной устройства, а через конденсатор - с выходом дифференциаль ного усилителя, делитель напряжения, подключенный между шинами источника питания, первый транзистор, эмиттер ко торого подключен к базе второго транзистора и к одному из выводов второго транзистора, третий транзистор, эмитте которого Подключен к общей шине устройства, полевой транзистор, третий и четвертый резисторы, коллектор первого транзистора подключен к выходу делите ля напряжения, база - к стоку полевого транзистора, затвор которого подключен к выходу Делителя напряжения, исток - к выходу устройства, база третьего тра зистора подключена к коллектору второго транзистора и через третий резистор к общей шине устройства, коллектор ко второму выводу второго резистора, эмиттер второго транзистора подключен к инвертирующему входу дифференциального усилителя, а база - через четвертый резистор - к третьей входной шине устройства. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства. Устройство содержит дифференциальный усилитель 1, резистор 2, конденсатор 3, делитель напряжения на резисторах 4 и 5, первый транзистор 6, резистор 7, второй транзистор 8, третий транзистор 9, полевой транзистор 10, резисторы 11 и 12, входьгае шины 13, 14 и 15. Устройство работает следующим об разом. Рассмотрим режим генерации для первого случая, когда управляющее напряжение источника сигнала и, определяемое как с-11 - напряжение источ ика сигнала;- - части напряжения, действующие относительно средней точки источника сигнала и приложенные соответственно к первой и второй входным шинами 13 и 14, при этом средняя точка подключена к третьей вхоДгной шине 15, равно нулю, т.е. напряжения на входных шинах 13 и .14 равны напряжению средней точки Е. В первый момент включения схемы напряжение на конденсаторе 3 равно нулю. Поскольку напряжение Ug. на инвертирующем входе усилителя 1 оказывается ниже напряжения Ug на неинвертирующем входе и, следовательно, напряжения на второй входной шине, равного Е, через резистор 2 течет ток в направлении конденсатора 3, при этом верхняя обкладка получает положительное приращение напряжения. Это приращение напряжения, воздействуя на инвертирующий вход усилителя, вызывает падение выходного напряжения. Благодаря воздействию на инвертирующий вход через конденсатор 3 также выходного напряжения скорость падения последнего замедляется. Напряжение на конденсаторе 3, определяемое как разность потенциалов нижней и верхней обкладок, подтверждает падение выходного напряжения. В момент времени, когда падающее выходное напряжение иgj,, достигает порогового напряжения , полевой транзистор 1О начинает открываться, стоковый ток, протекая в базовой цепи транзистора б, вызывает увеличение коллекгорного тока последнего и напряжения на затворе транзистора 10, что приводит к лавинообразному процессу открытия и блокированию в открытом состоянии транзисторов 1О и 6, Эмиттерный ток транзистора 6, протекая через резистор 12, вызьшает падение напряжения на базе транзистора 8, последний открывается, его коллекторный ток, протекая через резистор 11, создает падение напряжения, которым открывается транзистор 9, коллекторнь1Ей ток последнего, протекая через резистор 7 и базу транзистора 8, блокирует транзисторы 8 и 9 в открытом состоянии. Благодаря мгновенно проистекшему процессу открытия транзисторов и их блокированию создаются две цепи раз591ряда конденсатора 3. Первая цепь содержит верхнюю обкладку конденсатора 3 - эмиттерный переход транзистора 8 эмиттерно-коллекторный переход транзистора 6 - р-п -переход полевого тран зистора 10 - нижняя обкладка конденсатора 3. Вторая цепь содержит верхнюю обкла дку конденсатора 3 - эмиттврнрколлекторный переход транзистора 8 эмиттерный переход транзистора 9 общую шину - источник питания - выход усилителя 1 - нижнюю обкладку конденс тора 3. Поскольку сопротивление резистора 2 на несколько порядков сопротивл ния цепей разряда, то роль тока, протекающего через этот резистор, ничтожно мала. Начавшийся через первую цепь разряд конденсатора 3 уменьшает отрицательный и положительньш заряды соответственно на нижней и верхней обклад ках конденсатора. Уменьшение этих заря дов приводит к увеличению напряжения и на конденсаторе и, следовательно, так же на выходе. Открывшиеся транзисторы 8 и 9 второй цепи обеспечивают, кроме протекания разрядного тока, конденсатора, также резкий отрицательный скачок напряжения на инвертирующем входе усилителя 1 ниже минимального входного напряжения Отрицательный скачок напряжения на инвертирующем входе вызывает быстрый рост выходного напря жения, что ускоряет разряд конденсатора, а затем обеспечивает его перераз- ряд. В этот момент аре мен и разряда кон денсатора 3, когда напряжение между его обкладками достигает напряжения, равного сумме напряжений на эмиттерном переходе транзистора 8 и эмиттерном пе реходе транзистора 6 в режиме запирания, первая цепь разряда отключается. В момент времени, когда выходное напряжение и,,. достигает своего максимального значения, ток перезаряда конденсатора, и следовательно, коллекторный ток транзистора 8 уменьшается до такой величины, при которой напряжение на резисторе 11, вызванное протеканием через него коллекторного тока транзистора 8, начинает закрывать транзистор 9 и уменьшать его коллекторный ток. Падени напряжения на резисторе 12, вызванное протеканием тока транзистора 9, также начинает уменьшаться что приводит к запиранию транзистора 8. В момент запирания транзистора 8 нижняя обкладка конденсатора 3 находится под максимальным выходным напряжением, а верхняя обкладка вместе с инвертирующим входом усилителя - под напряжением ниже номинального входного напряжения, велич1гаа которого определяется резисторами 12 и 7. Далее протекающий через резистор 2 ток к верхней обклашсе конденсатора по- BbmiaeT напряжение на т{вертирующем входе ус1тителя. Но пока входное напряжение нижеи - выходное напряжение усилителя не изменяется, его реакция через конденсатор 3 на вход отсутствует и рост напряжения на входе происходит быстрее. Еэлагодаря этому длительность ступеньки в выходном напряжении оттюсительно полного периода колебания незначительна. Входное напряжение достигает минимального напряженияи п ,1, ., рабочая точка на передаточной характеристике перемещается на лтсейный.участок и выходное напряжение падать от максимального напряжения URJ,, до выходного порогового напряженяяи,,;, . Далее процесс повторяется. Формула изобретения Формирователь пилообразного напряжения, содержащий дифференциальный усилитель, нетгвертирующий вход которого подключен к первой вхоД1 ой шине устройства, инвертирующий вход через первый резистор соед1гаен с второй входной шиной устройства, а через конденсатор - с выходом дифференциального усилителя, делитель напряжения, подгслюченный между щшшми источника питания,, первый транаисгор, эмиттер которого подключен к базе второго гранзисгора и к одному из выводов второго транзистора,третий транзистор,эмиттер которого подключен к общей шине устройства, полевой транзистор, третий и четвертьцЧ резисторы, отличающийся тем, что, с целью увеличения размаха формируемого напряжения при одновременном упрощении устройства, коллектор первого транзистора подключен к выходу делителя напряжения, базак стоку полевого транзистора, затвор которого подключен к выходу лелителя напряжения, исток - к выходу устройства, база третьего транзистора подключена к коллектору второго транзистора и через третий резистор - к общей шине устройства, коллектор - к второму выводу

второго резистора, эмиттер второго транзистора по/жпючен к инвертирующему входу дифференциального усилителя, а база через четвертый резистор - к третьей входной шине устройства.

Источники информации, принятые во внимание tip(c экспертизе

/5 0свидетельство СССР Н 03 К 4/50,

свидетельство СССР Н ОЗ f 1/34,