Генератор импульсов треугольной формы Советский патент 1982 года по МПК H03K4/48 

(54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ТРЕУГОЛЬНОЙ ФОРМЫ

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для использования Б устройствах автоматики и радиотех ники. Известны генераторы импульсов треугольной формы, содержащие управляемый триггер и блок управления с термозависимым элементом 1 . Особенность таких устройств заключается в недостаточной линейности выходных напряжений. Наиболее близким к предлагаемому является генератор импульсов, содержащий триггер, подключешл1Й входом через операционный усилитель к выходу времязадающёго каскада с термозависимым элементом косвенного нагрева, подогреватель которого включен в цепь, коммутируемую выходным сшналом триггера, подключешую к выходу операционного уситггеля С2 . Такой генератор имеет недостаточную Л1гчейность треугольного напряжения вследствие квадратич1той зависимости тем пературы термозависимого элемента от подводимого к подогревателю напряжения или тока. Компенсация нешшейности путем выбора вида зависимости выходного напряжения времязадающего каскада от температуры термозависимого элемента связана с существенньми трудностями. Цель изобретения :- повышение линейности фронтов формируемых импульсов. Поставленная цель достигается тем, что в генераторе импульсов треугольной формы, содержащем триггер, подключенный входом через операционный усилитель к выходу времязадающего каскада с термозависимым Элементом косвенного нагрева, подогреватель которого включен в цепь, связанную с триггером и подключенную к выходу операционного усилите- , ля, термозависимый элемент косвенного нагрева вьтолнен в виде объединенных в пару нагреватель-приемник двух транзисторов, причем транзистор-нагреватель; включенный по схеме с общей базой, подключен коллектором к вь1хрду операцнонкого усилителя, а эмиттер - через элемент развязки к выходу триггера, а транзисторкприемник включен по схеме диода.

Кроме того, времязадаюишй каскад выполнен по схеме моста е транзисто ром-приемником, включенным в одно ллеч MocTia, подсоединенное к обшей ши. lie,; .

На чертеже представлена принцшшальнай схема предлагаемого генератора.

Генератор треугольных импульсов содержит времязадаюший каскад 1, включающий в себя транзистор-приемник 2, питающий его стабилизатор тока на транзисторе 3 с резистором 4 в цепи эмиттера и делителем в цепи базы на резисторах 5 и 6, термокомпенсирующий транзистор 7 и питающий его стабилизатор тока, выполненный на транзисторе 8 с резистором 9 в цепи эмиттера.. Выходы времязадаюшего каскада 1 подключены ко входам операционного усилителя 10, выход которого через резистор 11 подключен к инвертирующему входу второго каскада этого же усилителя и ко входу триггера 12. К выходу триггера через элеме1гг 13 развязки подключен переход база-эмиттер транзистора-нагревателя 14, переход коллектор- аза которого соединен с выходом операиионногф усилителя.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на выходе операционного усилителя 10 напряжение отрицательно по знаку и миш 1ально по величине. При этом через переход коллектор-база транзистора-нагревателя 1 проходит ток, величина которого примерно равна току эмиттера. Этот ток задается элементом 13 развязки, которым может быть резистор. За счет вьгделяемой мощности TeivOTepaTypa транзисторанагревателя 14 и имеющего с ним тепловую связь транзистора-пргемника 2 повышается. Это приводит к уменьшению . напряжения на переходе база-эмиттер транзистора-приемника 2, на неинвертирующем входе усилителя 10, а также к увеличеншо по абсолютной величине, напряжения на выходе усилителя и на переходе коллектор-база транзистора-нагревателя 14. При этом увеличивается мощность, выделяемая в транзисторе-нагревателе 14 и его температура, что приводит к температуры транзистораприемника 2, уменьшению напряжения на нем, рос1-у напряжения на транзисторенагревателе 14, выделяемой в нем мощности и т.д. Таким образом, происходит рост напряжения на выходе усилителя 10 до первого порогового значения, при котором триггер 12 изменяет свое состояние.

После изменения состояния триггера 12 напряжение на его выходе и ток череа элемент 13 развязки и транзистор нагреватель 14 уменьщаются, что уменьщает мощность, выделяемую в транзистор нагревателе 14. Начинается процесс охлаждения транзистора-приемника 2, сопровождающийся увеличением напряже.ния на нем, что ведет к уменьщению напряжения по абсолютной величине на выходе усилителя 10 и на переходе коллектор - база транзистора-нагревателя 14, еще больщему охлаждению транзисторов-нагревателей 14 и транзисторов-приемниIKOB 2 и т.д.. При определенном значении напряжения триггер 12 переходит в исходное состояние, что приводит к увеличеншо напряжения на его выходе и тока через транзистор-нагреватель 14, после чего процесс повторяется. Как и в пер:вом полупериоде колебаний, во втором |.полупериоде происходит линейное измене ние напряжения на выходе усилителя, но с обратным знаком приращений. Таким образом, генератор формирует треугояьное напряжение на выходе усилителя и прямоугольное на выходе триггера. Если по окончании первого полупериода капебаний обеспечить на выходе триггера 12 напряжемте равное нулю, то транзистор1гагреватель 14 оказывается закрытым, цепь положительной обратной связи разомкнутой и охлаждение транзистораприемника 2 происходит по закону, близкму к экспоненциальному с постоянной времени Т , т.е. существенно быстрее, чем в рассмотренном вьпде случае.

Транзистор-нагреватель 14 может быть подключен к выходу усилителя 1О эмиттером через резистор, а коллектором - к вь1ходу триггера непосредственно или через элемент развязки, функции которого может выполнять в этом случае, эмиттерный повторитель.7

Благодаря наличию кольца положитель. ной обратной связи тепловая постоянная времени Т термозависихюго времязадающего элемента как бы увеличивается в п раз, достигая значения

r{1.1cr

где 1с - коэфф1щиент передачи в кольпе обратной связи.