Генератор пилообразного напряжения Советский патент 1982 года по МПК H03K4/08 

(Б ) ГЕНЕРАТОР ПИЛООБРАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, в аналоговых вычислительных устройствах.

Известен генератор пилообразного напряжения, содержащий тактовый генератор, счетчик импульсов, преобразователь код-напряжение, коммутирующий триггер, выходы которого подключены к генераторам корректирующего пилообразного напряжения tl3.

Недостатком устройства является нестабильность параметров его при регулировке длительности прямого хода.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является генератор пилообразного напряжения, содержащий интегрирующий конденсатор, параллельно которому п.одключен операционный усилитель, вход которого через резисторы соединен с выходами первого и второго ключей, вход первого из которых через инвертирующий

усилитель соединен с входом второго ключа, а выход операционного усилителя подключен к первым входам первого и второго элементов ограничения уровня, вторые входы которых соединены с соответствующими шинами источников опорных напряжений, а выходы - с входами RS-триггера, прямой и инверсный выходы которого подключены к управляющим входам первого и второго ключей С2.

Недостатком устройства «рвляется невысокая линейность формируемого напряжения.

Целью изобретения является повышение линейности формируемого напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в генератор пилообразного напряжения, содержащий интегрирующий конденсатор, параллельно которому подключен операционный усилитель, вход которого через резисторы соединены с выходами первого и второго ключей. вход первого из которых соединен через инвертирующий усилитель с входом второго ключа, а выход операционного усилителя подключен к первым входам первого и второго элементов ограничения уровня, вторые входы которых соединены соответственно с шинами источников опорных напряжений,, а выходы - с входами RS-триггера, прямой и инверсный выходы которого подключе ны к управляющим входам соответственно первого и второго ключей, введены преобразователь код-напряжение, .элементы ИЛИ, также элемент формирования кода .длительности прямого хода пилообразного напряжения и элемент формирования кода длительности обратного хода пилообразного .напряжения , управляющие входы двух последних из которых соединены с инверсным и прямым выходами RS-триггера, выходы элемента формирования кода длительности прямого хода пилообразного напряжения соединены с первыми входа ми элементов ИЛИ, а выходы элемента формирования кода длительности обрат ного хода пилообразного напряжения с вторыми входами элементов ИЛИ, выходы котьрых через преобразователь код - напряжение соединены с входом первого ключа. На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства. Устройство содержит интегрирующий конденсатор 1, операционный усилитель 2, резисторы 3 и 4, ключи 5 и 6 инвертирующий усилитель 7 элемент 8 и 9 ограничения, RS-триггер 10, преобразователь 11 код-напряжение, поразрядные элементы ИЛИ 12-1, 1 ,.. 12 п; элемент 13 формирования кода длительности прямого хода пилообразного напряжения, элемент 1А формирования кода длительности обратного хода пилообразного напряжения. Устройство работает следующим образом. Пилообразное напряжение, снимаемое с выхода интегратора, содержаще. го интегрирующий конденсатор 1, параллельно ему подключенный операцион ный усилитель 2 и резисторы 3 и 4, подается на первые входы элементов 8 и 9 ограничения нижнего и верхнего уровней. При достижении пилообразным напряжением нижнего уровня U, при формировании точки нижнего излома пилообразного напряжения в генера оре производятся следующие действия, синхронные с моментом нижнего излома. На выходе элемента 9 ограничения нижнего уровня формируется сигнал, станавливающий на выходе Hi RS-триггера 10 .нулевое состояние, а на выоде Q - единичное. Логический нуль с выхода QRS-триггера 10 устанавливает ключ 6 в замкнутое состояние, а логическая единица с выхода Q RS-триггера 10 устанавливает ключ 5 в разомкнутое состояние. Выходной сигнал Q RS-триггера 10 поступает на управляющий вход элемента 14 формирования кода длительности обратного хода пилообразного напряжения, запрещает выдачу кода на его выход и разблокирует входы регистра вывода, разрешая тем самым смену.кода в регистре по сигналу генератора кода. . Сигнал Q поступает на управляющий вход элемента 13 формирования кода длительности прямого хода пилообразного напряжения, блокирует входы регистра вывода, запрещая тем самым смену кода в регистре по сигналу генератора кода на время прямого хода пилообразного напряжения, и разрешает выдачу кода, записанного в регистре, на его выход. Код с выхода элемента формирования кода длительности прямого хода пилообразного напряжения через элемент ИЛИ 12 поступает на входы преобразователя 11 код-напряжение и формирует на его выходе синхронно с моментом нижнего излома пилообразного напряжения ступень управляющего постоянного напряжения, пропорционального входному коду преобразователя код-напряжение. Начиная с этого момента времени, т.е. с момента нижнего излома пилообразного напряжения, устанавливает3постоянный в течеся ток заряда ние прямого хода текущего периода пилообразного напряжения. Этот ток заряжает интегрирующий конденсатор 1 и формирует на выходе операционного усилителя 2 прямой ход.пилообразного напряжения. Величина тока заряда определяется величиной резистора 4 и выходным напряжением усилителя 7, представляющим собой инвертированное с постоянным коэффициентов усиления выходное напряжение преобразователя 11 . При достижении пилообразным напря жением верхнего уровня, определяемо опорным напряжением, т.е. при формировании точки верхнего излома пилооб разного напряжения, в генераторе про изводятся следующие действия, синхро ные с моментом верхнего излома. На выходе элемента 8 ограничения верхнего уровня формируется сигнал, устанавливающий RS-триггер 10 в единичное состояние. Логическая единица с выхода Q RS-триггера 10 устанавливает ключ 6 в разомкнутое состояние а логический нуль с выхода Q RS-триг гера 10 устанавливает ключ 5 в замкнутое состояние. Выходной сигнал Q RS-триггера поступает на управляющий вход элемента 13 формирования кода длительности прямого хода пилообразного напряжения, запрещает выдачу кода на его выход и разблокирует входы регистра вывода, разрешая тем самым смену кода в регистре по сигналу генератора кода. Сигнал Q поступает на управляющий вход элемента 1 формирования кода длительности обратного хода пилообразного напряжения, блокирует входы регистра вывода, запрещая тем самым смену кода в регистре по сигналу генератора кода на время обратного хода пилообразного напряжения и разрешает выдачу кода, записанного в реги стре, на его выход. Код с выхода устройства формирования кода длитель ности обратного хода пилообразного напряжения через элемент ИЛИ 12 поступает на входы преобразователя 11 и фор1(ирует на его выходе синхронно с моментом верхнего излома пилообраз ного напряжения ступень управляющего постоянного напряжения, пропорционального входному коду преобразователя 11. .Начиная с этого момента времени, т.е. с момента верхнего излома пилообразного напряжения, устанавливается ток разряда 3, постоянный в течение обратного хода текущего пе риода пилообразного напряжения. Этот ток заряжает интегрирующий конден- . сатор и формирует на выходе операционного усилителя 2 обратный ход пилообразного напряжения. Величина тока разряда определяется величиной резистора 3 и выходным напряжением преобразователя 1 1 . Благодаря тому, что регулировка длительности прямого и обратного хода пилообразного напряжения производится путем ступенчатого изменения регулирующего напряжения синхронно с моментами излома пилообразного напряжения, в устройстве предотвращается возникновение нелинейных искажений пилообразного напряжения в процессе регулировки. Это позволяет изменять длительность прямого и обратного хода пилообразного напряжения, например, от периода к периоду по заданному закону при высокой линейности пилообразного напряжения. Формула изобретения Генератор пилообразного напряжения, содержащий интегрирующий конденсатор, параллельно которому подключен операционный усилитель, вход которого через резисторы соединен с выходами первого и второго ключей, вход первого из которых через инвертирующий усилитель соединен с входом второго ключа, а выход операционного усилителя подключен к первым входам первого и второго элементов ограничения уровня, вторые входы которых соединены соответственно с шинами источников опорных напряжений, а выход - с входами RS-триггера, прямой и инверсный выходы которого подключены к управляющим входам соответственно первого и втфрого ключей, отличающийся тем, что, с целью повышения линейности формируемого напряжения, в него введены преобразователь код-напряжение, элементы ИЛИ, элемент формирования кода длительности прямого хода пилообразного напряжения и элемент формирования кода длительности обратного хода пилообразного напряжения, управляющие входы двух последних из которых соедине 1ы с инверсным и прямым выходами RS-триггера, выходы элемента формирования кода длительности рямого хода пилообразного напряжения соединены с первыми входами элеменов ИЛИ, а выходы элемента формирования кода длительности обратного ода пилообразного напряжения - с торыми входами элементов ИЛИ, выоды которых через преобразователь.