SU1113814A2 - Генератор напр жени ступенчатой формы - Google Patents

Abstract

ГЕНЕРАТОР НАПРЯЖЕНИЯ СТУПЕНЧАТОЙ ФОРМЫ по авт. св. № 1П29191, отличающийс  тем, что, с целью расширени  класса генерируемых напр жений за счет получени  импульсов напр жени  пр моугольной формы, он содержит дополнительный коммутатор, третий ключ, механически св занный подвижным контактом с подвижными контактами сдвоенного ключа , и последовательно включенные делитель напр жени  и дополнительный компаратор, другой вход которого подключен к выходу первого интегратора , а выход соединен с управл ющим входом дополнительного коммутатора, информационный выход которого  вл етс  вторым выходом генератора, а информащюнные входы подключены к паре неподвижных кон3 тактов третьего ключа, подсоединенного подвижным контактом к выходу сумматора.

Description

со

00

Изобретение относитс  к аналоговой вычислительной технике.

По основнсму авт. св. № 1029191 известен генератор напр жени  ступенчатой формы, содержащий первый интегЬатор, вьтолненный на последовательно соединенных масштабном резисторе и операционном усилителе с разр дным конденсатором в цепи обратной св зи, выход первого интегратора подключен к информационному входу коммута.тора, последовательно соединенные инвертор и второй интегратор , сдвоенный ключ, компаратор, сумматор и источник посто нного налр жени , причем выход первого интегратора подключен к первому входу компаратора и первому входу сумматора , выход которого  вл етс  выходом генератора, а его второй вход соединен с выходом второго интегратора , выход компаратора соединен с управл ющим входом коммутатора, выходы которого подключены к первой паре неподвижных контактов сдвоенного . ключа, первьй.подвижный контакт которого соединен с входом операционного усилител  первого интегратора , втора  пара неподвижных контактов сдвоенного ключа подключена к выходам источника положительной и отрицательной пол рности посто нного напр жени , второй подвижной контакт сдвоенного ключа соединен с входом интегратора, вторым вхо дом компаратора и входом инвертора 1.

Недостатком известного генератора  вл етс  сравнительно узкий класс генерируемых напр жений. .

Цель изобретени  - расширение класса генерируемых напр жений за счет получени  импульсов напр жени  пр моугольной формы.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что генератор напр жени  ступенчатой формы содержит дополнительный коммутатор, третий ключ, механически св занный подвижным контактом с подвижными контактами сдвоенного клю ча, и последовательно включенные делитель напр жени  и дополнительный компаратор, другой вход которого подключен к выходу первого интегратора , а выход соединен с управл ющим входом дополнительного коммутатора, информационньм выход которого  вл етс  вторым выходом генератора, а информационные вхйды подключены к паре неподвижных контактов третьего ключа, подсоединенного подвижным контактом к выходу сумматора.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого генератора, на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы, по сн ющие его работу.

Генератор напр жени  ступенчатой формы содержит (фиг. 1) источник 1 напр жени  посто нного тока, трехполюсный переключатель 2, первыйинтегратор 3, первый компаратор 4, инвертор 5, второй интегратор 6, сумматор 7, двухпозиционное реле 8 второго коммутатора 9, размыкающий контакт 11 пол ризованного реле 8, двухпозиционное пол ризованное реле 12 с замыкающим 13 и размыкающим 14 контактами.

Генератор Напр жени  ступенчатой формы работает следующим образом.

На вход первого интегратора 3, инвертора 5, делител  16 напр жени  и на второй вход компаратора 4 подаетс  положительное напр жение UjK от источника посто нного напр жени  (фиг. 2а). Напр жение на входе компаратора 4 и напр жение и5 на выходе делител  16 напр жени  вызывают срабатьгоание пол ризованных реле 12, которое размыкает контакт 13, включенный через тройной переключатель 2 параллельно разр дному конденсатору в цепи обратной св зи (Операционного усилител  интеграто- ра 3.

Пол ризованное реле 8 замыкает контакт 10, соедин ющий через тройной переключатель выход генератора с выходом сумматора 7. С выхода инвертора 5 на вход интегратора 6 поступает напр жение U,j -Uj. На выходах интеграторов 3 и 6 одновременно возникают соответственно линей|но убывающее U,j и линейно нарастающее Uj напр жени  (фиг. 2 S VL фиг. фиг. 2 6) с одинаковым углом наклона так как коэффициенты передачи интеграторов равны

(1)

К.

К„ - Кп

i

Напр жение U, с выхода интегратора 3 поступает на первый вход компаратора 4 и второй вход компаратора 17 с пол рностью, противоположной напр жени м U и Us- Суммарное напр жение на входах ком31

паратора 4 уменьшаетс  и при US О на выходе его скачком изменитс  пол рность напр жени . При этом контакт 13 пол ризованного реле 12 замыкает накоротко цепь обратной св зи интегратора 15, а конденсатор

его разр дитс  скачком, так как посто нна  времени оэзр да Т RC 0, ибо в цепи замкнутЬго контакта 13 сопротивление R О.

При этом напр жение U/j на выходе интегратора 3 скачком станет равным нулю, на- выходе компаратора 4 скачком изменитс  пол рность напр жени  на первоначальную, реле 12

разомкнет контакт 13, а на выходе интегратора 3 снова по витс  линейно убывающее напр жение и т.д. (фиг. 26)

Uji Uftx + и, (2)

Учитыва , что U, Oj U, -0,3) но и, К„.иь,Т (4) где п О, 1, 2, . - число периодов изменени  напр жени  V (фиг.2б). Подставив равенство (4) и (3), получим

К„ , Т и, (5) откуда

Т. --I-(6)

п

Отрицательное пилообразное напр жение и с выхода интегратора 3 и положительное линейно нарастающее напр жение Uj (фиг. 2 S и Ь ) с выхода интегратора 6 поступают на первый и второй входы сумматора 7. На выходе сумматора 7 в периоды времени IT, 2Т, ... пТ формируютс  полки ступеней напр жени  U/ (фиг. 2 )

ид -(и - и) UK, К S dt nt

-U,-K,-nT

(7)

Подставив равенство (6) в (7), получим

и -Ue,n(8)

До момента времени t контакт 10 пол ризованного реле 8 замкнут.

Поскольку на выходе сумматора 7 напр жение Од 0, то на выходе генератора напр жение Ug,, 0.

В момент времени t tp на входе компаратора 17 суммарное напр жение 0. При этом на выходе компаратора 17 скачком изменитс  пол рность напр жени , и пол ризованное реле 8 разомкнет контакт 10.

138144

При этом на выходе генератора значение напр жени  0 не изменитс . При t IT напр жение U, на выходе интегратора 3 скачком ста

5 нет равным нулю (фиг. 2S). При этом пол рность напр жени  на выходе компаратора 17 скачком изменитс  на первоначальную, и реле 8 замкнет контакт 10. На выходе генера0 тора скачком по витс  первый импульс (фиг. 2е иг ). Суммарное напр жение Uj.. уменьшаетс  и при , t t пол ризованное реле 8 снова разомкнет контакт 10 и т.д.

5 Начало каждого импульса на выходе генератора совпадает с началом ступеней напр жени  V на выхода сумматора 7 (фиг. 2i ,д иб). Величина импульса

(15)

и

U4

быип

Подставл   равенство (15) в (8), получим

Ubbirn -ицп(16)

Суммарное напр жение на входе компаратора 17

(9)

Ue + Щ

и

5г ( 10)

5 Ьм

е dC - коэффициент передачи делител  напр жени  16 ,,

и, -К- Uj dt , т„ (11)

nt е TO - длительность импульса на .

выходе генератора. Подставл   равенства (10) и (11) (9), получим

(12)

и, Uj,- к„и,

E.

Учитыва , что при t t.

-0 (фиг. 2 )

(13)

K -Ugv-Tn U

en

T i (14) Kn Подставл   равенство (14) в (6),

учим

(15)

Тп Т

Коэффициент передачи делител  О dl 6 1 .

При Л 1 получим максимальное значение длительности импульса

(16)

Т т птак

При этом на выходе генератора формируетс  ступенчатое напр жение.

Таким образом, на выходе генератора могут формироватьс  как импульсы напр жени  пр моугольной , так и ступенчатое напр жение с крутым фронтом ступеней. Высота импульсов и ступеней согласно

зависимости (15) регулируетс  только изменением величины входного сигнала Uj . Период повторени  импульсов и длительность ступеней регулируетс  только изменением коэффициента передачи интеграторов (6). Длительность импульсов регулируетс  изменением коэффициента передачи делител  напр жени  (15) при фиксированном значеню периода повторени  импульсов. Дл  изменени  направлени  импульсов или ступеней той же пол рности с момента времени (фиг. 3) или получени  импульсов (ступеней) противоположной пол рности с момента запуска

генератора достаточно трехполюсным ,переключателем 2 изменить пол рност напр жени  Uj . При этом одновременно мен ютс  функцией контакты 13, 14 и 10, 11.

При необходимости получени  одновременно как импульсов, так и ступеней напр жени  достаточно воспользоватьс  выходом генератора и выходом сумматора 7.

Предлагаемый генератор имеет зна чительно шире функциональные возмож ности, высокую точность вьшолнени  дополнительных функций при сохранении простоты, что и определ ет его технико-экономический эффект.

Claims (1)

1. ГЕНЕРАТОР НАПРЯЖЕНИЯ СТУПЕНЧАТОЙ ФОРМЫ по авт. св. № 1029191, отличающийся тем, что, с целью расширения класса генерируемых напряжений за счет получения генератора, а информационные входы подключены к паре неподвижных контактов третьего ключа, подсоединен ного подвижным контактом к выходу сумматора.

   фиг.1

   1 1113814 I 1