Генератор пилообразного напряжения Советский патент 1983 года по МПК H03K4/48 

; Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова- . но, например, в измерительных устройствах.

Известен генератор пилообразного напряжения, содержащий последовательно соединенные между шиной питания и общей шиной устройства управляемый зарядный элемент, конденсатор, элемент сравнения, включенный между управлягацим входом зарядного элемента и потенциальной обкладкой Koriденсатора, разрядный элемент 1 .

Недостатком устройства является малый диапазон работы, инерционность.

Наиболее близким техническим ретоением является генератор пилообразного напряжения, содержащий последовательно включенные между шиной гштания и общей шиной устройства-зарядный управляемый элемент, блок формируилцих конденсаторов и переключатель, элемент сравнения, первый вход которого подключен к шине выхода устройства, разрядный .элемент, включенный между общей шиной и шиной выхода устройства, первый преобразователь коднапряжение, выход которого подключен ко второму входу элемента сравнения, дафференцирующего элемента под ключен к шине выхода устройства, выход - ко входу дифференциального элемента, выход которого подключен к 5 управляющему входу зарядного управляемого элемента, второй преобразователь код-напряжение, выход которого подключен к второму входу дифференциального элемента, элемент ввода, Q блок индикации 23.

Недостатком устройства являются :узкие функциональные возможности: отсутствие автоматического расчета величины зарядного тока, выбора соответствующего конденсатора, отсутст15вие возможности установки скважины импульсов. ,,

Цель изобретения - расширение функцисэнальных возможностей устройства. .

20

Поставленная цель достигается тем, что в генератор пилообразного напряжения, содержаний последовательно включенные между шиной питания и общей шиной устройства зарядный уп25равляемый элемент, блок формирующих конденсаторов и переключатель, эле- мент сравнения, первый вход которого подключен к 17шне выхода устройства и выходу зарядного элемента, разряд30

цыВ элемент, включенный между общей шиной и шиной выхода устройства, пер вый преобразователь код-напряжение, выход которого подключен к второму входу элемента сравнения, вход дифференцирующего элемента подключен к шине -выхода устройства, выход - к входу дифференциального элемента, выход которого подключен к управляющему выходу зарядного управляемого элемента, второй преобразователь код напряжение, выход которого подключе к второму входу дифференциального элемента, элемент ввода, блок индикации , введены преобразователь кодвременной интервал, триггер, цифровой решающий блок, вход которого соединен с выходом элемента ввода, первый выход - с входом блока индикации , второй выход - с входом второго преобразователя код-напряжение, третий выход - с входом первого преобразователя код-напряжение, четвертый выход - с управляющим входом переключателя, пятый выход - с первьам входом преобразовате:ля код-временной интервал, второй вход которого соеди нен с выходом элемента сравнения и первым входом триггера, а выход с вторым входом триггера, выход которого соединен с управляющим входом разрядного элемента. На чертеже приведена структурная схема устройства. Устройство содержит шину 1 питания, зарядный управляемый элемент 2 блок 3 формирующих конденсаторов, переключатель 4, элемент 5 сравнения шину б выхода устройства, разрядный элемент 7, первый преобразовател 8 код-напряжение, дифференцирующие элементы 9 и 10, второй преобразователь 11 код-напряжение, элемент 12 .ввода, блок 13 индикации, преобразо;ватель 14 код-временной -интервал с задающим генератором 15 частоты, триггер 16,. цифровой решающий блок 17, выполненный на арифметическом элементе 18, программном элементе 1 распределительном элементе 20. Устройство работает следующим образом. Ввод информации о требуемых пара -метрах пилообразного напряжения (ПН осуществляется с помощью элемента 1 ввода любым известным цифровым способом последовательного ввода чисел соответствующих величине амплитуды импульсов ПН (V) в вольтах, частоте повторения импульсов ПН (Fn) в . герцах и их скважности (Ц). К извес ным способам относятся клавишный ручной ввод чисел и электрический (из ЭВМ). Указанная информация поступает через блок 17 на: блок 13 цифровой индикации для контроля пра вильности ввода (при ручном вводе), На преобразователь 8 код-напряжение поступает код числа, соответствующе го устанавливаемой амплитуде импульсов ПН. С выхода этого преобразователя постоянное напряжение, пропорци овальное заданной амплитуде, поступает на второй вход элемента 5 срав-нения. На первый вход элемента 5 сравнения поступает выходное напряжение генератора. В момент равенства ПН с заданным значением }, на выходе элемента 5 сравнения появляется перепад напряжения, запускающий триггер 16. Последний открывает разрядный элемент 7, и происходит разряд формирующего конденсатора из блока 1. Длительность последующей паузы определяется заданными параметрами Ff, и Q, а именно кодом числа, поступшощим с пятого выхода блока 17 на управляющий вход преобразователя 14. Перепад напряжения, соответствующий окончанию импульса ПН,- поступает с выхода элемента 5 сравнения на второй вход преобразователя 14, открывая доступ импульсам, поступающим с задающего генератора частоты с некоторой стабильной идостаточно высокой частотой. Преобразователь 14 может быть выполнен, например, по известной схеме на базе реверсивного счетчика.. Тогда импульсы с выхода генератора 15 поступают на вход обратного счета счетчика. Появление на выходе реверсивного счетчика нуля свидетельствует об окончании интервала счета, заданного кодом числа, равного tg и записанного, как было указано, по управляющей шине счетчика. В результате импульс окончания счета поступает на второй вход триггера, возвращая его (по окончании заданного t(j) в исходное состояние. Разрядный элемент 7 закрывается, пауза между импульсами ПН кончается и начинается формирование следующего импульса ПН. Из вводимых в элемент 12 ввода чисел величина tj, определяется из соотношения to (Q - l)/Ff,Q., вычисление которого осуществляется в арифметическом элементе 18 по программе, записанной в распределительном элементе19. Согласно той же программе, с целью контроля за правильностью установки и выбора значения скважности Q, в блоке 17 производится операция сравнения величины- с ; минимально : допустимой длительностью разряда конденсатора из блока 3 2С - t Q О. Здесь 2 и Зг, где г - сопротивление открытого разрядного ключа элемента 17. Если указанное условие не выполняется, необходимо выбрать другую величину Q7 Информация об этом поступает в блок 13 индикации из блока 17 по первому выходу. На вход преобразователя 11 поступает код произведения tl , определяющего величину тока а заряда выбранного конденсатора С в блоке 3 В элементе 18 по nporpai ie, записан ной в программном элементе 19, осуществляется перемножение между собо величин V, Fp, HQ, поступающих из вводного элемента 12. Затем получен ное произведение последовател но умножается на константы, соответ ствующие С, Cj, . . . ,С , . , , ,C,vi, входяпцих в блок 3 конденсаторов. Резул тат умножения на очередную константу сравнивается Счислами, соответствукяцими предельным допустимым зна чениям тока (3„,-п, 3,пц ) управляемого зарядного элемента 3 iViflFnQC; , Номер 1-ой константы, удовлетворяющей указанному условию, выводится на переключатель 4, обеспе чивающий подключение соответствующего -го конденсатора. Код же числа, соответствующего получившемуся произведению, поступает, как было указано, на вход 2 преобразовагреля 11. В результате на выходе генератора формируются импульсы ПН заданной амплитуды V с .требуемой частотой повторения РП и скважностью Q. Стабилизация установленной аг«шлитуды (крутизны ) импульсов ПН и линеаризация их прямого хода осуществляется действием отрицательной обратной -связи, включающей дифференци- . рующий элемент 9 и дифференциальный элемент 10. Линейность ПН обеспечивается качеством применяемого зарядного элемента 20. В случае задания . таких параметров ПН, что при максимальной емкости, заложенной в генера тор, произведение 3 ,QC оказывается все же меньше нижнего преде ла (т.е. ) , на табло индщкатора высвечивается число т, равное количеству подключаемых конденсаторов, т.е. числу заложенных в блоке 17 констант С. Эта информация, которая может иметь любую визуальную форму, свидетельствует о несоответствии заданных параметров возможностям ГПН. В случае превышения значением J верхнего порога компаратора описанная ситуация повторяется I Описанный порядок работы во время установления режима предполагает, что переключатель 4 и порядок смены KOHCTaiiT в блоке 17 автоматически устанавливаются в исходное состояние при сбросе (стирании )вводимых в водном элементе 12 данных о требуемых параметрах ПН.Из описания работы генератора следует, что при ручном вводе информации достаточно набрать на обыч ном клавишном наборном поле три числа (, Т„, (1) и запустить програм му.. Это заметно упрощает процедуру установки режима работы генератора : по -заданным параметрам, снижает время подготовки к работе по сравнению 0 другими известнымиспособами. При этом точность установки требуемых параметров очень высокая и тем выше, чем больше разрядность используемых цифровых блоков. Расширение диапазона генерируемых частот достигается за счет использования набора конденсаторов блока 3 с переключателем 4. Теоретически кратность изменения частоты при V const определяется по формуле К mitt Де т число используемых конденсаторов. Применение решающего блока 17 автоматизирует расчет зарядного тька ,и выбор конденсатора из -набора, исключвя-расчечая необходимость предварительного расчета параметров импульсов ПН и проверку их совместимости (корректности задания). Введение автоматизи рованной установки и регулировки скважности также расширяет функциональные возможности генератора, что позволяет применять, генератор в автоматике, измерительной технике при различных испытаниях и настройке электронных устройств и систем. Формула изобретения Генератор пилообразного напряжения , содержащий последовательно включенные- между ьшной питания и общей шиной устройства зарядный управляемый элемент, блок формирующих конденсаторов и переключатель, элемент сравнения, первый вход которого подключен к шине выхода устройства и выходу зарядного ёлемей- та, разрядный элемент, включенный между общей шкноЯ-к шиной выхода устройства, первый преобразователь код-напряжение, выход которого подключен к второму входу элемента сравнения, дифференцируннций элемент, вход которого подключен к шине выхода устройства, выход - к входу дифференциального элемента, выход которого подключен к управляющему входу зарядного управляемого элемента, второй преобразователь код-напряжение, выход которого подключен к второму, входу дифференциального элемента, элемент ввода, блок индикации, о т л. и ч а ю щ и И с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены преобразователь код-временной интервал, триггер, цифровой решакнций блок, вход которого соединен с выходом элемента ввода, первый выход с входом блока индикации, второй вы- ход - с входом второго преобразователя код-напряжение,третий Выход с входом первого преобразователя код-напряжение, четвертый выход с управлякадим входом переключатея, пятый выход - с первым входом реобразователя код-временной интер

Bcui, второй вход которого соединен с выходом элемента сравнения и первымвходом триггера, а выход - с вторым входом триггера, выход которого соединен с управляющим входом разряд- . ного элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №231600, кл. Н 03 К 4/50, 15.07.67.

2.Авторское свидетельство СССР

№470066, кл. Н 03 К 4/48J 21.12.72,