CS199167B1 - Relaxační oeeiláter se stabilní dobou kmitočtu - Google Patents

Description

Vynález a® týká relaxačního M#ilát«a aa etabilní dobou kmitu.

V ředž technických oborů ee aetkéváme a problémem vytvoření impulsu a přesně definovanou dobou trvání v rozaáhu několika sekund ai několika hodin . Úloha je řešitelná postupným dělení* kmitočtu přesného oaeilátaru. Jelikož jaou knitočty dobrých krystalových oscilátorů vysoké, ja nutno použít rozsáhlého' řetěsee děličů kmitočtu. Ere impuls a dobou trvání 10© a odvozený s řídleíhe signálu a . kmitočtem 5 ΜΗ» potřebuje®® dělič a poměre® 5.1Ο⁸. PouSije-li ae vhodný relaxační eoci&átor velel níských kmitů, nůž® být řetěsee děličů kmitočtu podstatně zkráeen. Nevýhodou snámýeh relaxačních oscilátorů je Spatná stabilita kmitočtu výstupního signálu a zejména jeho závislost na okolní teplotě. Nevyhovující kmitočtovou stabilitu mají i relaxační oscilátory, zapojené jako aatabllní mttlťivlbrátory a tranzistory nebo a integrovanými obvody. DalSí nevýhodou aetabilníeh nultivlbrátorů je ekolneat, Se dobu kmitočtu určují dva obvody SC, které je nutné samostatně nastavovat k dosažení potřebná periody kmitů.

Některé z těohte nevýhod odstraňuj® relaxační oscilátor se stabilní dobou kmitu obaahajíeí dvojioi tranzistorů, napájecí zdroj, odpory a kondensátory podle vynálezu, = -· ' ' «»

-jehož podstata spočívá v tem, ie jaou zapojeny tak, že záporný pel napájecího zdroje

199 167 .je spojen jednak přes kondenzátor s bází prvního transistoru a přes odpor jeětě a jeho eniterei*. Spojen js také s první» kontskten spínače a s prvním vstupem zpožďovacího ©b~ vodu. Kladný pól napájecího zdroje Je spojen přes odpor e bází prvního transistoru a přes dal*ί odpor S jeho kolektore». Kladný pól napájecího zdroje je teké spojen s kolektorem druhého transistoru. Kolektor prvního tranzistoru je spojen přes odpor β bází dru / * hého tranzistoru. Emitor druhého tranzistoru je spojen jednak přes odpor e emitore» prvního tranzistoru a Jednak s druhým vstupem zpožďovacího obvodu i s konečným výstupem relaxačního oscilátoru. Zpožďovací obvod je spojen ovládací vazbou ae spínačem.

Výhodou relaxačního oscilátoru se stabilní dobou kmitu podle vynálezu je poměrně malá závislost periody kmitu na teplotě okolí. Dalěí výhodou je slučitelnost výstupního signálu s ovládáním logických ©'svodů TTL, se jména řetězců děličů kmitočtu pru dosažení velmi dlpuhých dob kmitu /aplikaci na přesné a přestavitelné časové spínače. Příklad zapojení fázového komparátoru podle vynálezu je znázorněn na přiložených výkresech, kde obr. 1 představuje blokové schéma zapojení, na obr. 2 je znázorněna hysteresní charakteristika části obvodu s tranzistory ana obr. 3 jsou grafy časových průběhů signálů, působících v relaxačním oscilátoru.

Na obr. 1 je blokové schéma relaxačního oscilátoru se stabilní dobou kmitu. Skládá a?

se z dvojice tranzistorů, a to prvního tranzistoru £, a druhého tranzistoru £, napájecího zdroje 21, odporů 2, 2> ét 2t £> kondensátoru 2, zpožďovacího obvodu 12 a spínače J. Tyto funkční prvky jsou zapojeny tak, že záporný pól 1002 napájecího zdroje 11 je spojen jednak přes kondenzátor 2 s bází 41 prvního tranzistoru £ a přes odpor 8 s jeho emitorem £2. Záporný pól 1002 je také spojen s prvním kontaktem H spínače Jas prvním vstupem 101 zpožďovacího obvodu 10. Kladný pól 1001 napájecího zdroje 11 je spojen přes odpor 1 e bází 41 prvního tranzistoru £ a přes další odpor 2 ³ J®bo kolektorem 43. Kladný pól 1001 je také spojen s kolektorem jQ druhého tranzistoru £. Kolektor £1 prvního tranzistoru £ je spojen přes odpor £ e bází 91 druhého tranzistoru 2· ®miter 92 druhého tranzistoru 2 3® Spojen jednak přes odpor 2 s emitorem 42 prvního tranzistoru £ a jednak e druhým vstupem 102 zpožďovacího obvodu 10 i s konečným výstupem 1003 relé* xačního oscilátoru. Zpožďovací obvod 10 je spojen ovládací Vazbou 103 se spínačem

Na obr. 2 a 3 Značí ^U41 napětí na kondenzátoru 2 ^Ό92 napětí na emiteru 92 druhého tranzistoru 2 ® ^υχ» ^Όχχ Jsou prahová napětí odpovídající těm hodnotám při nichž dojde k lavinovité změně stavu klopného obvodu. Napětí U_g2i» ^U92II J^eoB B®Pétí na výstupu g2 druhého tranzistoru 2 odpovídající dvěma stabilním rovnovážným stavům klopného obvodu.

Činnost relaxačního oscilátoru vyplývá z diagramů naobr. 2 a 3. Na obr. 2 js znázorněna hysteresní charakteristika klopného obvodu a prvním tranzistore» £ a druhým tranzistorem 2· zvyšování napětí ^U41 a nulové hodnoty dojde při dosažení první prahové úrovně ϋ_χΙ ke změně výstupního napětí U_g2 z hodnoty U_g2I na hodnotu U_g2II. Při další» zvyěováni napětí zůstává výstupní napětí U^₂ na poměrně nízké úrovni, blízké hodňotě U92II· ®ⁱ*^eT^ napětí dojde při dosažení drahé prahové úrovně ks změně výstupního napětí U^₂ skokem ňa původní hodnoto U92I’ důležité je, že první prahová'úroveň ee Jen nepatrně mění s teplotou skolí. Prsatá prahové úroveň U^j se mění s teplotou podstatně výrazněji, zapojení relaxačního oscilátoru podle vynálezu však vliv teplotní závislosti prahové úrovně Ujj na výslednou dobu kmitu zcela eliminuje.

Na obr. 3 jsou znázorněny časové průběhy signálů ve význačených uzlech relaxačního oeeiláteru podle vynálezu. Předpokládejme, že v Sase i & 0 je na kondensátoru Jg nulový náboj; první tranzistor 4 je uzavřen, na Jeho kolektoru 43 j® vysoké napětí. Druhý tranzistor 2 působí nyní jako ©aitorový eledovaS, na Jeho emitoru 92 je také vysoké napětí, jehož úroveň U921 ae blíží napětí napájecího zdroje IX. Do báze 41 tranzistoru £ teče nyní praktioky nulový proud. Kondenzátor 2 so začne přes edpor J, nabíjet a na bázi 41 transistoru £ začne napětí U^-j exponenciálně stoupht. Při dosažení prahové úrovně « Uj poklesne výstupní napětí skokem na úroveň. U^jj· Tranzistor £ se otevře a tranzistor 2 uzavře. V důsledku zpětné vazby přes odpory 2» 8. Záporný impuls na emitoru jg uvede v činnost zpožďovací obvod 10. ktorý uzavře na dobu T_o kontakty 31, 32 spínače J. Napětí mezi bází £1 tranzistoru £ a bodem sálového potenciálu 1002 poklesne prakticky ihned na nulovou úroveň, hluboko pod prahovou úroveň Uj-j-. Klopný obvod β prvním tranzistorem £ a drahým transistorem J se tedy vrátí do počátečního stavu. Na výstupu 1003 Je opět vysoké napětí *921’ blízké hodnotě napětí napájecího zdroje 11. Po době T s® ukončí činnost zpožďovacího obvodu 10. kontakty 31. 32 spinaWlllHMT “ če J se opět rozpojí a obvod se vrátí do výchozího stavu. Kondenzátor Jg se začne ©pět exponenoiálně nabíjet přes odpor J z napájecího zdroje 11, Výstupní napětí Ug₂ se bud® udržovat na konstantní úrovni U921 ů© okamžiku opětného dosažení prahové úrovně *4i’V

Relaxační oscilátor se stabilini dobou kmitu lze a výhodou použít ke konstrukci časových spínačů s přesně vymezenou dobou sepnutí. Obvodu lze také využít jako zdroje sekundových kmitů k pohonu elektronických hodin. «Jeho vlastnosti umožňují dosáhnout přesnosti + 1 minuta v době 24 hodin. Při externí synchronizaci signály je relaxační oscilátor podle vynálezu zcela ekvivalentní k podstatně nákladnějšímu krystalovému oscilátoru a umožňuje úeporu děliče kmitočtu s vysokým dělicím poměrem.

Claims (1)

1. Relaxační oscilátor obsahující dvojici tranzistorů, napájecí zdroj, odpory a kondensátory, -vyznačený tía, že je opatřen zpožďovacím obvodem (10) a spínačem (3), přičemž jednotlivá prvky jeou propojeny tak, že záporný pól (1002) napájecího zdroje (11) je epojen jednak přee kondenzátor (2) β bází (41) prvního tranzistoru (4) a přee odpor (8) s jeho emitorem (42), a jednak a prvním kontaktem (31) spínače (3) a s prvním vstupem (101) zpožďovacího obvodu (10), kladný pól (10ÓJ) napájecího zdroj® (11) je spojen jednak přes odpor (1), s bází (41) prvního tranzistoru (4) a přes další odpor (9) a jeho kolektorem (43), jednak e kolektorem (93) druhého tranzistoru (9), kolektor (43) prvního tranzistoru (4) je spojen přes odpor (6), β bází (91) druhého tranzistoru (9), ©miter (92) druhého tranzistoru (9) je-ispojen jednak přes ©dpor (7) s editorem (42) prvního tranzistoru (4) a jednak e druhým vstupem. (102) zpožďovacího obvodu (10) i s konečným vstupem (1003) relaxačního oscilátoru, zpož&óvaoí obvod (10) je spojen ovládací vazbou (103) se spínačem (3)* '