Генератор Советский патент 1983 года по МПК H03K4/06 H03B5/26 

(54) ГЕНЕРАТОР

Изое5ретоние относится к импульсной технике и может быть испольэовано, напримерf в системах автоматического регулирования и в радиоиэмерительных приборах.

Известен генератор управляемой частоты, содержащий интегратор, выход которого соединен с входом компаратора, выход которого через управляемые ключи соединен с входом интегратора

Недостатками устройства являются

ограниченность функциональных возможностей и.его сложность.

. Наиболее.близким по технической сущности к предлагаемому является генератор, содержащий усилитель напряжения, к входу которого подключена первая обкладка конденсатора, вторая обк 1адка которого соединена с входом гистерезисного элемента, выход которого через первый резистор соединен с входом усилителя напряжения12.

Недостатком устройства является его ограниченность функциональных возможностей.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства, путем обеспечения формирования синусоидальных колебаний.

Поставленная цель достигается тем, что в генератор, содержгоций усилитель .напряжения, ко входу которого подключена первая обклгщка конденсатора, вторая обкладка которого соединена с входом гистерезисного элемента, выход которого через первый

10 резистор соединен с.входом усилителя напряжения, введен йторой резистор, один вывод которого соединен с общей шиной устройства, второй вывод - с входом гистерезисного элемента, и 5 цепочка из п последовательно соединеи ных резисторов, каждый иа-которых зашунтирован двусто ронним рграничителем, которая включена между выходом

усилителя напряжения и входом гисте20резисного элемента.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства.

Устройство содержит усилитель 1 напряжения, конденсатор 2, гистере зисный элемент 3-, первый резистор 4 второй резистор 5, цепочку из п последовательно соединеншлх резисторов 6-1,6-2,,,., G-n каждый из которых зашунтирован двусторонним ограничи30

телем 7-1, 7-2,... 7-п, Устройство работает следующим образом. При включении генератора выходное напряжение на гистереэисном элементе 3 принимает одно из двух значений орпан гРС1м Примем для определеНности, что оно имеет начальное значение -Ej,- Это напряжение подае ся на резистор 4 и ток, протекающий через него, заряжает конденсатор 2, напряжение на втором конце которого начинает возрастать по линейному закону до тех пор, пока оно не сравняется с напряжением и |Переключения (срабатывания) гистерезисного элемен та 3. В момент равенства этих напряжений выходное напряжение элемента 3 меняет полярность с -EQjpjjpa . Это вызывает изменение направления интегрирования, т.е. происходит линейное изменение напряжения на вхсде элемента 3 от потенциала +1,до-и при котором происходите очередное ег переключение. Таким образом, в точке соединения конденсатора 2 и реёнстора 5 формируется треугольно напряжение, а на выходе элемента 3 прямоугольное. Напряжение U на выходе усилителя 1 складывается из суммы падений напряжений На первом, втором и п-ом резисторе 6-1, 6-2 и конденсаторе 2 Примем ,цля определенности, что. R ... К„( где Д, , R, ..., R, .сопротивления первого, второго и пго резисторов ь-1, 0-2,..., 6-п соответственно), а ограничители 7-1 7-2, 7 п, в качестве которых в прос тейшем случае могут быть использова ны диодные двухсторонние ограничите ли,, имеют равные уровни Ер ограниче ния. Рассмотрим как происходит изменение напряжения выходеусилителя 1 в момент времени, t, когда конденсатор 2 разряжен (процесс колебаний считаем установившимся). Так как резистору 4 в этот момент времени приложено напряжение Еограм1 ° напряжение Ц на выходе уси лителя 1 с момента времени tp до t;j возрастает по линейному закону,, но с скоростью в К паз большей, чем скорость заряда конденсатора 2,и ра но . ..RMt% ll-P k - Т J. 4-(.-lo,) RH где В. -- напряжение на конденсато«00 ре 2 в интервале от t до -. сопротивление резистора 5. В момент времени 1 напряжение на первом резисторе 6-1 первым достига уровня Е ограничения ограничителя 7-1, в интервале времени от 1;|До Ц, изменение напряжения Ц происходит также по линейному закону, но с дру гим (меньшим) наклоном. Это объясня ется тем, что в цепочке резисторов 0-1, tj-2, 6-п отключается один иэ резисторов, например, первый резистор 6-1, путем шунтирования его первым ограничителем 7-1 и сопротивление цепочки уменьшается, что приводит к уменьшению скорости изменения напряжения IL на выходе, к.оторое равно .a).. Rj HI) RU К г . . При срабатывании второго ограничителя 7-2 (момент времени t) скорость возрастания напряжения Ц, еще раз уменьшается и так далее до момента времени Ц , когда напряжение на конч денсаторе 2 сравняется с напряжением ЦдПереключения гистерезисного элемента. В этот момент выходное напряжение компаратора меняет полярность с -E JT-QH на +ЕО Ж И-ЭТО вызывает изменение направления интегрирования и напряжение а конденсаторе 2 начинает уменьшаться по линейному закону.Напряжение 1Ь также начинает уменьшаться и будет уменьшаться с такой же скоростью,с какой оно возрастало до момента вре мени ii.npH дальнейшем уменьшении уи UjB момент времени tij происходит отключение ri-Го ограничителя,шунтирующего, п-й резистор, в результате чего увеличится сопротивление цепочки резисторов и соответственно увеличивается скорость уменьшения напряжения U при неизменной скорости уменьшения напряженияе чна конденсаторе 2 и так далее. Таким образом, напряжение U на выходе, усилителя 1 меняется по кусочно-линейному- закону и для любого момента времени может быть определен по формуле -«.(), а . ljopran}fc , , %--tr R сопротивление резистора 4; С - емкость конденсатора 2. Точки изменения наклона и длина аппроксимирующих участков определяК)хся соотношениями между резисторами 6-1, 6-2,ь-п и порогами срабатывания ограничителей 7-1, 7-2,7-п, а количёство участков определяется . требуемой точностью аппроксимации/ т.е. необходим1ди| коэффициентом нелинейных искажений. Таким образом, вследствие небольшого усложнения, т.е. дополнительного введения цепочки резисторов, зашунти- , ррванных двухсторонними ограничителями (в простейшем случае диодами), и нагрузочного резистора существенно

расширяются функциональные аоэможнооfи генератора.

Следует отметить, что в предлагаемом генераторе синусоидгиньное напряжение, снимаемое с выхода усилителя If может быть получено существенно 5 большей величины, ч&л напряженна tb определяемое по формуле. Для этогчэ необходимо Ш1ХОД усилителя 1 соединить с цепочкой резисторов, шунтированных двусторонними ограничителями tO через резистивный аттенюатор, коэффициент передачи кртсфого будет опре- . аелять во сколько раз напряжение йа вьисоде усилителя 1 будет болыйе на:пряжения и, определяемого по формуле.is

Формула изобретения

Генератор, содержащий усилитель 20 .напряжения, к входу которого подключеI на первая обклгщка конденсатора, вторая обкладка которого соединена с входом гистерезисного элемента, выход котррого через первый резистор соединен с входом усилителя напряжения, о т л и ч а ю щ и И с я тем, что, с целью раоиирения функциональных воз можностей, в него введенвторой резистор, один вывод которого (соединён с общей шиной устройства, второй вывод - с входом гистерезисного элемента, и цепочка из п последовательно соединенных резисторов, кгьждый из которых зашунтиррван двусторонним ограничителем, которая включена между выходом усилителя напряжения и входом гистерезисного злемеита. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

66173 , кл. Н 03 К 4/06, 22.09.76,

, 1977, с. 79, рис.2.2.2.

,

V-/ rv

k

rvx