Автогенератор пилообразного напряжения Советский патент 1983 года по МПК H03K4/08 

(54) АВТОГЕНЕРАТОР ПИЛООБРАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова но, например, в качестве источника управляющего напряжения.

Известен автогенератор пилообразного напряжения, содержащий интегратор, выход которого соединен со входом компаратора, потенциометры, диодные ключевые элементы С

Однако автогенератор характеризуется ограниченностью функциональных возможностей и сложностью.

Наиболее близким к предлагаемому является автогенератор пилообразного напряжения, содержащий интегратор, выходкоторого соединен с первым входом компаратора, первый и второй потенциометры ,2 .

Недостатками устройства являются сложность и ограниченность диапазона, регулирования пилообразного напряжения.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства, расширение диапазона регулирования выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в автогенератор пилообразного напряжения, содержаний интегратор, выход которого соединен с пер

вым входом компаратора, первый и второй потенциометры, введены первый и второй ключи и инвертор, вход которого соединен с выходом компаратора с первыми неподвижными контактами первого и второго потенциометров, с управляющим входом первого ключа, выход которого соединен с вторым входом компаратора и выходом второго

10 ключа, управляющий вход которого соединен с выходом инвертора и с вторыми неподвижными контактами первого и второго потенциометров, подвижный контакт первого из них соединен с

15 входом первого ключа и первым входом интегратора, подвижный контакт второго потенциометра соединен с входом второго и вторым входом интегратора.

20

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема устройства; на фиг.2 - временные диаграмма, пояснякядие работу устройства,

УстройствЪ содержит интегратор 1, компаратор 2, потенциометры 3 и 4,

25 ключи 5 и б, инвертор 7.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение на выходе компаратора

30 2 может принимать два противоположных по знаку и равных по абсолютной величине значения +Е и -Е ( это условие является одним из необходимых для обеспечения в предлагаемой схеме постоянства длительности периода пилообразного напряжения. . 5

Пусть в. начальный момент времени напряжение на выходе компаратора 2 равно +Е (фиг.2а), тогда напряжение на выходе инвертора 7 отрицательно и равно -Е (фиг.2б, ключ б, управ- Ю ляемлй потенциалом с выхода инверjropa 7, открыт и ключ 5, управляемлй потенциалом с выхода компаратора 2, закрыт.

Напряжения U и Oj. в зависимости 15 от положения движков потенциометров 3 и 4 могут иметь в начальный момент времени любое значение в диапазоне от -Е до +Е. Для обеспечения устойчивого запуска устройства движки обоих 20 потенциометров устанавливаются в левое (по схеме) положение, тогда U и Ui в начсшьный момент времени равны +Е СФиг. 2в,г. Эти напряжения поступают на входы интегратора 1, 25 на выходе которого формируется линейно спадающее напряжение (фиг.2е).

Напряжение на выходе интегратора 1 спадает до отрицательного значения, по абсолютной величине равного 0 , с которым сравнивается на компарато ре 2. В момент равенства их абсолютных значений происходит переклк чение компаратора 2, ключх 6 закрывается, ключ 5 открывается, напряжения с Ои и ид, изменят полярность, т.е. становятся отрицательными (фиг.2в,г) и напряжение на выходе интегратора 1 СФИГ.2е) Начинает линейно нарастать до положительного значения, равного. . по абсолютной величине отрицательному значению U(2., поступающему для сравнения на вход компаратора 2 через ключ 5.

При достижении равенства абсолютных значений этих напряжений вновь происходит переключение компаратора 2, т.е. устройство продолжает работу в автоколебательном режиме. Суммарный сигнал, поступающий для сравнения с пилообразным напряжением на 50 второй вход компаратора 2 через ключи. 5 и б, показан На фиг.2д, его верхние и нижние значения определяют, соответственно, нижние и верхние значения пилообразного напряжения. 55

Временные диаграммы работы устройства для нескольких промежуточных положений движка потенциометра 4 показаны на фиг.2г,е, причемо1 . коэффициенты, показывающие смещение ( движков потенциометров 4 и 3 (и соответствующее изменение напряжений и и и) относительно крайнего левого положения движка потенциометра 0/1 1 при крайнем правом положении .

Как видно из фиг.2е, верхнее значение пилообразного напряжения в зависимости от положения движка потенциометра 3 изменяется от +Е до -Е, т.е. вплоть до превращения .пилообразного напряжения в постоянное, при постоянном нижнем значении (т.е регулировка независима.

Регулировка нижнего значения пилообразного напряжения осуществляет аналогично.

Длительность периода пилообразного напряжения определяется следующим образом.

Зависимость выходного напряжения интегратора 1 от времени при подаче его на вход постоянного напряжения можно записать следующим образом U«COUo-0;,, где и.. C-t) - выходное напряжение инИ

тегратора 1,

% начальное значение выходного напряжения интератора 1.

В промежутке времени от -Ь дot2 (.фи.г.27 равном Т ,Uvi(U изменяется линейно от О до (iq/ т.е. Ug щ и УИ (-fe) T)-U2.f поэтому можно записать

Щ-о.-и.Ь.

-Ur

откуда

т -яс

Аналогично TI-RC

т Тд 4. Tirade

т.е. длительность периода пилообразного напряжения в устройстве не зависит от установленных верхнего и нижнего значений пилообразного напряжения.

Во избежание возникновения паразитных автоколебаний внутри система, образованной компаратором 2, инвертором 7, потенциометрами 3 и 4 и ключами 5 и 6, при включении питания нужно, чтобы движок потенциометра 4 (иди потенциометра 3) находился в таком положении, при котором снимаемое с него напряжение и. (иг)имело тот же знак, что и напряжение на выходе компаратора 2. Кроме того, как показано на фиг.2е, прио (1 происходит срыв автоколебаний, т.е. можно записать следующее условие работоспособности устройства

d.,

Предлагаекслй а:втогенератор позволяет расширить диапазон независимого регулирования верхнего и нижнего уровней пилообразного напряжения при постоянной длительности периода, что при использовании устройства, например в генераторах качающейся частоты СГКЧ) в качестве модулирующего генератора, позволяет расширит диапазон регулирования границ качан частоты. Формула изобретения Автогенератор пилообразного напряжения, содержащий интегратор, выход которого соединен с первым входом компаратора, первый и второй по тенциометры, отличающийс тем, что, с целью повышения надежности работы при одновременном расширении диапазона регулирования выходного напряжения, в него введены первый и второй ключи и инвертор, .вход которого соединен с выходом,ко паратора, с первыми неподвижными ко тактами первого и второго потёнциоLZTj

ir

6+

«./ метров, с управляю1Цйм входом первого ключа, выход которого соединен с вторым входом компаратора и клходом второго ключа, управляющий вход которого соединен с выходом инвертора и с вторыми неподвижными контактами первого и второго потенциомеоров, подвижный контакт первого из которых соединен с входом первого ключа и первым входом интегратора, а подвижный контакт второго потенциометра соединен с входом второго ключа и вторым входом интегратора. Источники информсщии, принятые во внимание при экспертизе 1.Грэм Дж. Проектирование и применение опергщионшлх усилителей. М., Мир, 1974, с. 411, рис. 10.10. 2.Авторское свидетельство СССР 506938, кл. Н 03 К 4/08, 12.09.73. J