CS230504B1 - Spouštěcí obvod rázujícího generátoru pro analogočíslicové převodníky - Google Patents

Abstract

Spouštěcí obvod rázujícího generátoru řeší problém zajištění nulové úrovně pilovitého napětí v komparačních obvodech, kde se porovnává okamžitá hodnota pilovitého napětí s měřeným napětím. Podstata vanálezu spočívá v součinnosti časových impulsů a rozhodovací, v daném případě "nulové" úrovně napětí, ke které se všechna měřená napětí porovnávají. Spouštěcí obvod podle vynálezu je možno využít v oboru působnosti měřicí techniky, obzvláště u zařízení nárokujících vysokou přesnost amplitudy a linearity.

Description

(54) Spouštěcí obvod rázujícího generátoru pro analogočíslicové převodníky

Spouštěcí obvod rázujícího generátoru řeší problém zajištění nulové úrovně pilovitého napětí v komparačních obvodech, kde se porovnává okamžitá hodnota pilovitého napětí s měřeným napětím.

Podstata vanálezu spočívá v součinnosti časových impulsů a rozhodovací, v daném případě nulové úrovně napětí, ke které se všechna měřená napětí porovnávají.

Spouštěcí obvod podle vynálezu je možno využít v oboru působnosti měřicí techniky, obzvláště u zařízení nárokujících vysokou přesnost amplitudy a linearity.

0BR.1

Vynález se týká rázujícího generátoru pro analogočíslicové převody, použitelného v analogočislicových převodnících, osciloskopech a měřicích přístrojích s frekvenčním rozmítóním.

Rázující generátor pilového průběhu výstupního napětí je používán v různých elektronických zařízeních pilového průběhu výstupního napětí, jež je dále používáno např. jako rozmítací napětí v osciloskopech, nebo v přeladitelnýoh vysokofrekvenčních oscilátorech. Podstatúu rázujících generátorů je činnost obvodu odpor - kondenzátor, ve kterém je kondenzátor nabíjen relativně malým proudem a vybíjen velkým proudem. Přitom je žádoucí, aby napětí na kondenzátoru při nabíjení stoupalo lineárně s časem a po dosažení stanovené úrovně na kondenzátoru doálo k rychlému vybití na požadovanou úroveň napětí.

Jsou známa různá provedení spouštěcích obvodů rázujícího generátoru. U starších provedení se používaly k vybíjení kondenzátoru vakuové prvky, jako např. tyratrony nebo plynem plněné tetrody. U novějších provedení se používá polovodičových prvků, jako například tyristorů, triaků nebo i tranzistorů. Běžné je použití triaků nebo tyristorů, jejich nedostatkem je však skutečnost, že se musí dbát na velikost nabíjecího proudu, tak aby jeho konečná velikost nepřekročila tak zvaný přídržný proud, což znamená, aby se triak nebo tyristor mohl po vybití náboje kondenzátoru uvést do rozepnutého stavu. Maximální velikost nabíjecího proudu je limitujícím faktorem při stanovení nejvyššího kmitočtu. Přitom není ovlivnitelný průběh napětí při vybíjení, nebot ten je dán kromě okamžité velikosti napětí na triaků nebo tyristorů i velikostí impedance, kterou triak představuje v sepnutém stavu. Tato impedance je pak v mezních napěťových podmínkách značně proměnlivá a důsledkem toho je, že průběh napětí při vybíjení není lineární s časem. Kromě toho předčasné rozepnutí triaků není možné.

V případě, že se použije pro vybíjení kondenzátoru tranzistor, je možné vždy předem určit úroveň napětí na kondenzátoru, při které bude ukončen proces vybíjení. V některých aplikacích sice není na závadu jistá nelinearita průběhu napětí na kondenzátoru při vybíjení, nicméně možnost ukončení vybíjecího cyklu ve stanovený čas může být mnohdy výhodná.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje spouštěcí obvod rázového generátoru pro analogočlslicové převodníky podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že rychlý komparétor je svým výstupem spojen s nulovecim vstupem klopného obvodu a na hodinový vstup klopného obvodu je připojen generátor časových impulsů, přičemž první vstup J klopného obvodu je v logické jedničce a druhý vstup “K klopného obvodu je v logické nule, zatímco výstup klopného obvodu je připojen na bázi vybíjecího tranzistoru a emitor vybíjecího tranzistoru je připojen na první vývod kondenzátoru, který je ukostřen a kolektor vybíjecího tranzistoru je připojen na druhý vývod kondenzátoru a k neinvertujícímu vstupu rychlého komparátoru.

Na invertujíčí vstup rychlého komparátoru může být připojen stejnosměrný zdroj přesného napětí.

Výhoda řešení podle vynálezu spočívá v použití progresivních elektronických prvků, výhodně uspořádaných v integrované formě, vázaných jednak na časová impulsy spouštějící vybíjecí obvod a dále na nulovou úroveň napětí, ukončující vybíjení. Tím je dána jednoznačně a velmi přesně žádoucí amplituda s počáteční i konečnou úrovní pilového napětí potřebného v analogočislicových převodnících a podobných zařízeních.

Spouštěcí obvod rázujícího generátoru pro analogočíslicové převodníky podle vynálezu bude následovně blíže popsán v příkladovém provedení s pomocí připojených vyobrazení, kde obr. 1 znázorňuje základní schéma uspořádání obvodu rázujícího generátoru a obr. 2 představuje praktické řešení obvodu rázujícího generátoru podle obr. 1.

Podle obr. 1 je obvod rázujícího generátoru sestaven ze zdroje 1 konstantního proudu připojeného ke kondenzátoru C, k němuž je připojen vybíjecí prvek, například tranzistor 2, svými výstupy 2b, 2a. Tento vybíjecí prvek 2, v konkrétním provedení představovaný tranzistorem, je svým výstupem 2lj připojen na neinvertující vstup &4 rychlého komparátoru 4, jehož výstup 3c je připojen k nulovacímu vstupu b4 klopného obvodu 4· Na hodinový vstup a4 tohoto klopného obvodu je připojen výstup generátoru í časových impulsů. Klopný obvod 4 je opatřen prvním vstupem J e4. nacházejícím se v logické jedničce, a druhým vstupem K d4. nacházejícím se v logické nule. Výstup 4c klopného obvodu 4 je připojen ke vstupu c2 vybíjecího prvku 2. V tomto uspořádání je obvod schopen vytýčené funkce, která však může být zdokonalena připojením zdroje 6 přesného stejnosměrného napětí na vstup á3 rychlého komparátoru 4·

Obr. 2 představuje praktické uspořádání obvodu rázujícího generátoru podle obr. 1. Zdroj 4 konstantního proudu je realizován operačním zesilovačem v zapojení jako Uullerův integrátor a pomocným zdrojem 2 stejnosměrného napětí, připojeným přes nabíjecí odpor R, jehož velikost spolu s napětím pomocného zdroje přesného napětí určuje nabíjecí proud tekoucí do kondenzátoru C. Tento kondenzátor C je připojen jedním polem k diferenciálnímu vstupu al operačního zesilovače i a druhým pólem k jeho výstupu 4c. Operační zesilovač 4 je dále opatřen napájecími vstupy a daláím diferenciálním vstupem b1. Vybíjecí tranzistor 2 je pak připojen svým emitorem 2a na vstup al operačního zesilovače 4 a kolektorem 2b na výstup 1c operačního zesilovače 4· Báze c2 vybíjecího tranzistoru 2 je připojena na výstup 4c klopného obvodu 4·

Na vstup K-d4 je přivedena logická nula, na vstup J-e4 je přivedena logická jednička, na hodinový vstup C1-a4 je připojen generátor i časových impulsů. Nulovací vstup b4 je připojen na výstup 3c rychlého komparátoru 4· Vstup b3 rychlého komparátoru 4 je připojen na kolektor 2b spínacího tranzistoru 2. Vstup a3 rychlého komparátoru 4 je připojen na zdroj 6 přesného napětí. Oproti popsanému příkladovému provedení je možno klopný obvod 4 běžným způsobem zapojit tak, že se současně zamění připojení vstupů J, K, výstupů a” a Š a vstupy R a S.

Ve funkci je kondenzátor C nabíjen proudem, který je určen velikostí nabíjecího odporu R a velikostí přesného napětí z pomocného stejnosměrného zdroje 2» definujícího vlastnosti konstantního zdroje proudu. Napětí na kondenzátoru C stoupá lineárně s časem. Na hodinový vstup a4 přijde impuls z generátoru časových impulsů 4. P° skončení hodinového impulsu se klopný obvod 4 překlopí tak, že na výstupu 4c klopného obvodu 4 se objeví logické jednička, čímž se vybíjecí tranzistor 2 uvede do vodivého stavu. Napětí na kondenzátoru C začíná klesat a klesá tak dlouho, až napětí na neinvertujícím vstupu b3 rychlého komparátoru 4 přejde z logické jedničky na nulu. V tom okamžiku se klopný obvod 4 překlopí tak, že výstup 4c přijde do logické nuly. Pak se vybíjecí tranzistor 2 rozepne a nastává opět cyklus nabíjení kondenzátoru C a tím vytváření pilovitého průběhu napětí. Invertující vstup a3 rychlého kompcrátoru 4 3® připojen na zdroj 6 přesného napětí, který určuje počáteční napětí na kondenzátoru C, čímž definuje nulovou úroveň, ke které se věechny měřené úrovně porovnávají.

Spouštěcí obvod rázujícího generátoru pro anelogočíslicové převodníky je možno výhodně využít v oboru působnosti měřicí techniky, obzvláště u zařízení nárokujících vysokou přesnost amplitudy a linearity.

Claims (2)

PŘEDMĚT VYNALEZU

1. Spouštěcí obvod rázujícího generátoru pro nnalogočíslicové převodníky, vyznačený tím, že rychlý komparátor (3) je svým výstupem (3c) spojen s nulovacím vstupem (b4) klopného obvodu (4) a na hodinový vstup (a4) klopného obvodu (4) je připojen generátor časových impulsů (5), přičemž první vstup J (e4) klopného obvodu (4) je v logické jedničce a druhý vstup K (d4) klopného obvodu (4) je v logické nule, zatímco výstup (4c) klopného obvodu (4) je připojen na bázi (2c) vybíjecího tranzistoru (2) a emitor (2a) vybíjecího tranzistoru (2) je připojen na první vývod kondensátoru (C), který je ukostřen a kolektor (2b) vybíjecího tranzistoru (2) je připojen na druhý vývod kondenzáťoru (C) a k neinvertujícímu vstupu (b3) rychlého komparátoru (3).

2. Spouštěcí obvod podle bodu 1, vyznačený tím, že na invertující vstup (a3) rychlého komparátoru (3) je připojen stejnosměrný zdroj (6) přesného napětí.