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

(54) ГЕНЕРАТОР СДВИНУТЫХ ИМПУЛЬССЖ

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве генератора сдвинутых друг относительно друга периодических последовательностей импульсов.

Известен генератор сдвинутых импульсов, который содержит, смаераоионный усн.литель, резисторный делитель и -иёпь, инвертирующий и неинвертируюпгай входы операционного усилителя соответственно. подключены к выводам резисторного де лителя и RC -цепи. Устройство также содержит источник опорных импульсов и три транзисторных ключа, шунтирующих элементы времязадакядих пепей, при j этом входы упомянутых ключей соединены с выходами операционного усилителя и источника опорных импульсов Cl .

Недостатками данного устройства являются сложность, наличие источника .20 опорных импульсов и необходимость использования транзисторных ключей.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является мультивибратор, содержащий операционный усилитель, между выходом которого и общей J шиной подключены резисторный делитель и I С-цепь, при этом, инвертирующий в неинвертирующий входы операционного усилителя соответственно подключены к выводам RC -цепи и резисторвого делвнтеля Г2 3 .

Недостатком известного устройства 1шдяе1ся отсутствие BOSMOXQIQCTB reaepi рования нескольких сдвинутых по фазе последовательностей прямоугольных вмпульсов.

11елыо изобретения йвляется расшнрение функциональных возможностей, путем геиериро(вания М сдвинутых по фазе последовательностей прямоугольных импульсов.

Поставленная цель достигается тем, что в генератор, содержащий операциовный усилитель, выход которого через соответствующие резис1%ры соединен с вввертируюшим в неинвертируюшим входамв, а вивертируюший вход через конденсатор соединен с общей шиной, введено N -1 до398полнительных операшсонных усилителей, инвертирующие входы которых подключены к инвертирующему входу основного оператонного усилителя, нринвертирующий вход которого соединен с общей шиной через резисторный делитель, содержащий Ы резисторов и N -1 выводов, каждый из которых соединен с неинвертирукщим входо соотгеетствующего дополнительного операционного усилителя, а выход каждого операционного усилителя подключен к соответствующей выходной клемме. На фиг. 1 показана принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма его рабо.ты. Предлагаемое устройство содержи т пер вый операционный усилитель 1, времяза- дающий конденсатор 2, времязадаюший резистор 3, инвертирующий вход 4 первого операционного усилителя, первый резистор 5, второй резистор 6, третий 7 и последукидий резисторы; неинвертирующий вход 8 первого операционного усилителя ; выход 9 первого операпионного усилителя; второй операционный усилитель ДО, выход 11 второго .операционного усилителя, N -и операционный усилитель 12, выход 13 N -го операционного усилителя. На временной диаграмме: Uj напряжение на инвертирукяцем входе первого операционного усилителя ; UQ - напряжение на выходе первого операхшонного усилителя; и - напряжение на выходе второго операхшонного усилителя; напряжение на выходе N -го оп& рационного усилителя; положительное пороговое напряжение на неинвертирующем входе первого операционного усилителя отрицательное пороговое напряже ние на неинвертирующем входе первого операционного усилителя положительное пороговое напряжение на неинвертирующем входе второго операционного усилителя отрицательное пороговое напряжение на йеинвертирующем входе второго операционного усилителя положительное пороговое напряжение на неинвертирующем входе операционного усилителя; отрицательное пороговое напряжение на неинвертирующем входе N -го операционного усилител t Q - временной сдвиг периодичоской импульсной последовательности относительно опорной; i - временной сдвиг N-й периодической импульсной последователе ности относительно опорной; -5: -момент сравнения напряжения U с пороговым ; 2 т момент сравнения напряжения U с пороговым V -fcj - момент сравнения напряжения U с .пороговым Vpop ; t - момент сравнения напряжения -4 с пороговым Vno)fcj - момент сравнения напряжения U с пороговым Vnop ff ; момент сравнения напряжения с пороговым ; период повторения. Генератор сдвинутых импульсов содержит операционный .усилитель 1 с дифференциальным входом, времязадающую цепь, состоящую из последовательно соединенных конденсатора 2 и резистора 3, точка соединения которых подключена к инвара тирующему входу 4, вторая обкладка времязадающего конденсатора соединена с ;обшей шиной устройства; последовательно соединенные первый 5, второй 6, третий и поеледуклций резисторы 7, причем точка соединения резисторов 5 и 6 подключена к неинвертирукяцаму входу первого операционного усилителя, а связи неинвер. тирующих входов остальных N -1 операционных усилителей организованы аналогично. Инвертирующие входы всех опера- пионных усилителей подключешы к обкладке времязадающего конденсатора. Устройство работает следующим образом. При положительном напряжении Ug на выходе конденсатор 2 заряжается через времязадающий резистор 3, поэтому напряжение на инвертирующем входе 4 возрастает по экспонен1шальному закону, стремясь к значению Vg . В момент -t., это напряжение сравнивается с положительным пороговым напряжением на неинвертирующем входе Vj,Q , которое определяется соотношением плеч делителя,-состоящего из резисторов 5 ( ® Сб 7 (R-,): (). nopg в этот момент напряжение Ug скачком изменяет свою величину от /д до Vg . При этом lie неинвертирующем входе 8 устанавлюаается отрицательное пороговое напряжение : .Wovfe . Конденсатор 2 под действием Hanpsiжёния на выходе 9 начнет перезаряжатьс стремясь к значению Vg , однако в момент достижения напряжением U отрицательного порогового напряжения орд напряжение Ug вновь скачком изменит свое значение с Vg на Vg и т. д. Таким образом, на выходе 9 устройства полу- чаем меандровое напр1яжение Ug . На выходе 11 операпионного усилителя. 1О напряжение 1) также будет иметь 1меандровую форму, но оно будет сдвинуто в область упреждения на величину Это связано с тем, что положительное и отрицательное пороговые напряжения на неинвертирующем йходе упреждающего оп рационного усилителя соответственно рав :/ пор/ Rj+Rfi- RT пор В связи с тем, что « f -j/ l nopo момент сравнения напряжения U4 с пороговым (см, момент tj на 4)иг. 2) и с пороговым наступит раньше. Поэтому импульсная по следовательность U, оказьгоается сдвинутой относительно опорной Ug в область упреждения. Путем введения N -1 операдионных усилителей, включенных в соответствии со схемой, можно получить N сдвинутых импульсных последовательностей, относит тельно опорной импульсной последователь ности. На временной диаграмме показано, что периодическая импульсная последовательность на выходе 13 N -го oneрационного усилителя сдвинута на время сторону упреждения относнтельно опорной периодической импульсной последовательности на выходе 9, причем моме ты tr и t -изменения знака выходного напряжения U jсоответствуют моментам сравнения напряжения N-ыми пороговыми уровнями и Vfiop N которые определяются падением напряжешга на части резисторного делителя 7 между ( N-l)-btM дополни-тальным отводом и . общей шиной устройства. Предельное значение временного сдвига, реализуемое устройством,tf., „д,,. Т/4, что соответствует фазовому сдвигу 9О°, Это предельное значение временнсяО сдвига реализуется путем подключения неинвертирукшего входа N -го операднонного усилителя к общей шине устройства. При этом Tiopfj . Таким образом, предлагаемое устройство позволяет генерировать N сдвинутых по фазе последовательностей прямоугольных импульсов, причем это достигается сравнительно простыми техническими средствами. Формула изобретения Генератор сдвинутых импульсов, содержащий операционный усилитель, выход которого через соответствукядие резисторы соединен с инвертирующим и неинвергарующим входами, а инвертирующий вход через конденсатор соединен с общей шиной, о тличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем генерирования N сдвинутых по фазе последовательностей прямоугнльных импульсов) в него введено N-1 дополнительных операционных усилителей, инвертирующие входы которых подключены к инвертирующему входу основного операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной через резисторный делитель, содержащий N резисторов и N-1 выводов, каждый КЗ которых соединен с неинвертирующим входом соответствующего дополнительного операционного усилителя, а выход каждого операционного усилителя подключен к соответствующей выходной клемме. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 58О625, кл. Н 03 К 3/О2, 1977. 2.Шило В. Л. Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре. М., Советское радио , 1979, с. 212, рис. 4.39а.