Генератор прямоугольных импульсов Советский патент 1982 года по МПК H03K3/02 

(5) ГЕНЕРАТОР ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для генерирования прямоугольных импульсов регулируемой частоты. Известен генератор прямоугольных импульсов, содержащий операцион ный усилитель, компаратор, операцио ное реле til. Однако схема данного генератора сложна и потребляет значительную мощность от источника питания. Известен генератор прямоугольных импульсов, который содержит опе рационный усилитель, охваченный цепью резистивной положительной обратной связи и цепью отрицательной обратной связи, в состав которой входит магнитный сердечник с обмотками t2 3. Недостатком этой схемы является также значительное потребление мощности от источника питания при переключении генератора из одного устойчивого состояния в другое, поскольку это переключение определяется насыщением магнитного сердечника, при котором его сопротивление резко уменьшается. Цель изобретения - уменьшение потребления мощности от источника питания. Цель достигается тем, что в генераторе прямоугольных импульсов содержащем операционный усилитель, охваченный цепью положительной обратной связью, магнитный сердечник с обмотками, цепь положительной обратной связи и состоит и.з последовательно включенных конденсатора и резистора, к общей точке которых подсоединен один вход операционного усилителя, а выводы цепи положительной Обратной связи подключены соответственно к выходу операционного усилителя и к одному из выводов первой обмотки сердечника, другой вывод которой подсоединен к общей ыине, к которой подсоединены также другой вход операционного уси лителя и один вывод второй обмотки сердечника, другой вывод которой подключен к выходу операционного усилителя, последовательно с резистором цепи положительной обратной связи включены параллельно соединен ные через регулировочный резистор два диода, включенные встречно друг относительно друга. На фиг. 1- представлены вариант схем генератора прямоугольных им|пульсов. Генератор прямоугольных импульсов содержит операционный усилитель 1 магнитный сердечник 2 с обмотками 3-5, конденсатор 6, резистор 7, регулировочный резистор 8 нагрузочный резистор 9 диоды 10 .и II симметрирующий резистор 12. Неинвертирующий вход операционного усилителя 1 (фиг.1) подсоедине к общей точке последовательно соединенных конденсатора 6 и резистора 7, образующих цепь положительной обратной связи. Другой вывод конден сатора 6 подключен к выходу операционного усилителя 1, а другой вывод резистора 7 подключен к одному выводу обмотки k магнитного сердечн ка 2, другой вывод которой подключен к общей шине. К выходу операцио ного усилителя 1 подключена непосредственно или через симметрирующий резистор 12, вторая обмотка 3 магнитного сердечника 2. К обмотке 5 сердечника2 подключен нагрузочный резистор 3. Инвертирующий вход операционного усилителя 1 подсоединен к общей шине. В схеме фиг,2 инвертирующий вход операционного усилителя 1 подсоединен к общей точке конденсатора 6 и резистора 7, который другим выводом подключен к выходу усилителя. Друго вывод конденсатора 6 подключен к обмо-jKe k магнитного сердечника. Не инвертирующий вход усилителя 1 подключен к общей шине. В остальном схема фиг.2 аналогична схеме фиг.1. В схеме фиг. 3 неинвертирущий вход операционного усилителя 1 подключен к общей точке конденсатора 6 и резистора 7. Последний подключен к движку регулировочного резистора выводы которого подключены к аноду диода 10 и катоду диода 11. Катод диода 10 и анод диода 11 соединены 1 4 месте и подключены к обмотке k серечника 2. В остальном схема фиг.З налогична схеме фиг.1. В схеме фиг, инвертирующий вход перационного усилителя 1 подключен к общей точке конденсатора 6 и резистора 7. Другой вывод конденсатора 6 подключенК обмотке сердечника, а другой вывод резистора 7 подключен к соединенным вместе катоду диода 10 и аноду диода 11, другие электроды которых подключены к выводам регулировочного резистрра 8, Движок резистора 8 подключен к выходу операционного усилителя 1 , неин- вертирующий вход которого соединен с общей шиной. В остальном схема фиг.It аналогична схеме фиг. 1. Генератор работает следующим образом. При подаче на операционный усилитель 1 двухполярного напряжения питания,он переходит в одно из двух возможных состояний насыщения, поскольку через конденсатор б образуется цепь положительной обратной связи. Для определенности положим, что усилитель 1 находится в состоянии положительного насыщения. Так как конденсатор Ь разряжен, то в первый момент после подачи напряжения питания все напряжение выхода операционного усилителя прикладывается к его неинвертирующему входу. По мере заряда конденсатора потенциал неинвертирующего входа уменьшается, и в тот момент, когда алгебраическая сумма напряжения на обмотке k и падение напряжения на резисторе 7 станет равной нулю, операционный усилитель 1 переходит в состояние отрицательного насыщения. Напряжение на конденсаторе 6 в этот момент равно напряжению положительного насыщения U операционного усилителя 1. Поскольку после переключения операционного усилителя 1 в состояние отрицательного насыщения, которое происходит лавинообразно, это напряжение мгновенно измениться не может, то оно определяет величину начального напряжения на конденсаторе для этого- цикла работы. В установившемся режиме работы генератора прямоугольных импульсов начальное напряжение на конденсаторе для цикла, когда операционный усилитель 1 находится в положитель- ном .состоянии насыщения, равно отрицательному напряжению насыщения усилителя и ц . Схема фиг. 2 работает аналогично Условием переключения усилителя 1 является равенство напряжения на конденсаторе 6 и напряжения на обмотке k. При помощи регулировочного резистора 8 и наличия в схеме генератора двух диодов 10 и 11 имеется возможность симметрировать длительности положительного и отрицательного импульсов на обмотках генератора, при этом период работы генератора не изменяется. Регулирование частоты импульсов напряжения на о,бмотках генератора можно производить изменением емкост конденсатора 6 или сопротивления ре . зистора 7, которым можно управлять при помощи внешнего источника (магнитным или электрическим полем, при использовании полевых и МОП-транзис торов, температурой, механическим механическим перемещением усилием, и Т..Д.)

Магнитный сердечник 2 в,предлагаемой схеме работает в ненасыщенном режиме, в, отличие от известной схемы, что значительно снижает потребление мощности от операционного усилителя и источника питания и тем самым увеличивает экономичность работы схемы.

Формула изобретения 1. Генератор прямоугольных импульгов, содержащий операционный усилиI

4т-, р

f

Источникм информации, принятые во вниглание при экспертизе

кл. И 03 К 3/02, Г979 (прототип).

п

//

о

(/f. / 16 тель, охваченный цепью положительной обратной связи, магнитный сердечник с обмотками и резистор, Ъ т л и ча ющийся тем, что, с целью уменьшения потребления мощности, цепь положительной обратной связи , состоит из последовательно включенных конденсатора и резистора, к общей точке которых подсоединен один вход операционного усилителя, а выводы цепи положительной обратной связи подключены соответственно к выходу операционного усилителя и к одному из выводов первой обмотки сердечника, другой вывод которой подсоединен к общей киие, к которой подсоединены также другой вход операционного усилителя и один вывод второй обмотки сердечника, другой вывод которой подключен к выходу операционного усилителя. 2. Генератор по п.1, отличающийся тем, что последовательно с резистором цепи положительной обратной связи включены параллельно соединенные через регулировочный резистор два диода, включенные встречно.

У f

.

в

12

ЕЗ

п

/f

F7

+1)