SU1157650A1

SU1157650A1 - Square-wave generator

Info

Publication number: SU1157650A1
Application number: SU823504954A
Authority: SU
Inventors: Александр Николаевич Хабаров; Елизавета Львовна Алексеева
Original assignee: Предприятие П/Я А-3697
Priority date: 1982-10-22
Filing date: 1982-10-22
Publication date: 1985-05-23

Abstract

ГЕНЕРАТОР ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ , содержащий врем задающий RC-MOCT и операщюнный усилитель, входы которого подключены к выходной диагонали RC-моста, входна диагональ которого подключена одним концом к выходу операционного усилител , отличающийс тем, что, с целью повышени стабильности частоты и скважности генерируемых им пульсов, в него введен дополнительный , конденсатор, подключенный одним выводом к шине нулевого потенциала, а другим - к другому концу входной диагонали Rc-моста.RECTANGULAR PULSE GENERATOR, containing time setting RC-MOCT and operative amplifier, the inputs of which are connected to the output diagonal of the RC bridge, the input diagonal of which is connected to the output of the operational amplifier at one end, characterized in that in order to increase the frequency stability and duty cycle of the pulses generated by it , an additional capacitor is inserted into it, connected by one output to the bus of zero potential, and the other to the other end of the input diagonal of the Rc-bridge.

Description

- 1)- one)

-г-6r-6

01 01

ивш VIiwsh VI

Од СПOd sp

О П Изобретение относитс к импульсной технике и может быть использовано дл построени генераторов пр моугольных импульсов с высокой ста бильностью частоты и скважности, Известны генераторы пр моугольны импульсов, содержащие операционный усилитель, выход которого подключен к шине нулевого потенциала через RC-MOCT, при этом диагональ моста подключены к входам операционного усилител 1, Недостатком таких устройств вл етс низка стабильность частоты и скважности генерируемых импульсов. Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс генератор пр моугольных импульсов, содержащий RC-мост и операционный усилитель, входы которого подключены к выходной диагонали RC-моста, входна диагональ которого одним концом подключена к выходу операцио ного усилител , а другим к шине н левого потенциала 2, Недостатком известного генератора вл етс низка стабильность час тоты и скважности импульсов при изменении положительного или отрицательного напр жени питани относи- тельно шины нулевого потенциала, а также из-эа различных и непосто нных напр жений насьЕцени выхода опе рационного усилител . Цель изобретени - повышение ста бильности частоты и скважности гене рируемых импульсов. Поставленна цель достигаетс те что в генератор пр моугольных импульсов , содержащий врем задающий RC-MOCT и операционный усилитель, входы которого подключены к выходно диагонали RC MocTaj входна диагональ которого подключена одним концом к выходу операционного усилител введен дополнительный ковденсатор, подключенный одним вьгоодом к шине нулевого потенциала, а другим к д гому концу входной диагонали с-мос На фиг, приведена принципиальна электрическа схема предлагаемого г HepaTopaj на фиго2 - эгпоры напр жен по сн ющие работу генератора пр моугольных импульсов. Генератор пр моугольных импульсо содержит операционный усилитель I, выход которого подключен к одному концу входной диагонали RC-моста 2, 02 вьтолттенного на последовательно сое-1 диненных резисторах 3 и 4 и последовательно соединенных резисторе 5 и конденсаторе 6, а другой конец вход- рюй диагонали подключен к шине нулевого потенциала через дополнительный конденсатор 7. На эпюрах (фиг,2) обозначены: -.Ь1 напр жение на выходе операционного усилител 1; Upj,,- максимальные (положительное и отрицательноеjвыходные напр жени операционного усилител 1 относительно пшны нулевого потенциала (напр жени насыщени ); и - максимальные напр жени на выходе делител , состо щие из резисторов 3 и 4; и - напр жение на конденсаторе 6) U.J - напр жение на дополнительном конденсаторе 7 относительно нулевого потенциала t, - длительности положительного и отрицательного импульсов. Генератор работает следующим образом . Допустим, что на выходе операцион- ного усилител имеетс отрицательное напр жение (J , . В этом положении операционный усилитель удерживаетс положительной обратной св зью по ре- зистивному делителю из резисторов 3 и 4 до тех пор, пока на врем задающем конденсаторе 6 уменьшающеес по экспоненциальному закону напр жение не достигает напр жени , равного напр жению UI в точке соединени резисторов 3 и 4, В этот момент пол рность на выходах операционного усилител измен етс на противоположную и напр жение на его выходе лавинообраз но измен етс на противоположное Ug,,,,. В течение отрицательного импульса дополнительный конденсатор 7 зар жаетс до небольшого отрицательного.значени , так как величина емкости до полнительного конденсатора 7 выбираетс намного большей, чем у конден сатора 6, После по влени на выходе операционного усилител напр жени он остаетс в этом положении до тех пор, пока возрастающее по экспоненциальному закону напр жение на конденсаторе 6 не достигнет величины и - напр жени на точке соединени резисторов 3 и 4. Вновь проис ходит лавинообразный переброс выход ного напр жени операционного усилител до и . Процесс повтор етс В установившемс режиме генерации на дополнительном конденсаторе устанавливаетс посто нное напр жение , равное среднему арифметическому от переменного напр жени на в ходе .операционного усилител , так как цепочка, состо ща из резисторов 3 и 4 и конденсатора 7, предста л ет собой интегрирующую Rc -цепоч ку, подключенную на выход операцион ного усилител . Очевидно, что положение общей шины относительно шин питани или напр жений наеьщени оп рационного усилител в такой схеме не вли ет на потенциал относительно напр жений насыщени операционного усилител точки соединени дополнительного конденсатора 7 с врем зада щим мостом 2, причем этот потенциал как среднее значение выходного напр жени равен среднему арифметичес кому от положительного и отрицательного напр жений насьпдени операционного усилител . В соответствии с прин тыми обозначени ми (фиг.2), закоротив дополнительный конденсатор 7 и прин в 9ЫК -4 положит ельными величинами относительно общей шины, получаем дл t и t следующие выра жени : i R,c,en- (2) Если дополнительный конденсатор 7 вм не закорачивать. и необходимо измер ть относительно точки соединени конденсатора 7 с входной диагональю моста 2. Учитьша , что потенциал этой точки равен среднему арифметическому от положительного и отрицательного напр жений насыщени операционного -вык лител , получаем, что При этом .R5C,n(.2-) (ъ Отсюда следует, что частота и скважность генерируемых импульсрв не зависит от колебани напр жений питани и насыщени операционного усилител . Следует отметить, что несмотр на то, что по средней посто нной составл ющей налицо положительна обратна св зь, генератор при любых номиналах элементов моста 2 работает устойчиво, так как коэффициент этой обратной св зи меньше единицы , и напр жение на конденсаторе 7 всегда стремитс к среднему значению между Ut, и U Бьшолнение генератора пр моугольных импульсов по предлагаемой схеме позвол ет значительно повысить стабильность его частоты и скважности, не прибега к стабилизации напр жений питани операционного усилител .P The invention relates to a pulse technique and can be used to build square pulse generators with a high frequency and duty cycle stability. Square pulse generators are known that contain an operational amplifier whose output is connected to a zero potential bus via an RC-MOCT, while the diagonal The bridge is connected to the inputs of the operational amplifier 1. A disadvantage of such devices is the low frequency and duty cycle stability of the generated pulses. The closest to the invention in its technical essence is a square-wave pulse generator containing an RC bridge and an operational amplifier whose inputs are connected to an output diagonal of an RC bridge, the input diagonal of which is connected at one end to the output of an operational amplifier and 2, the disadvantage of the known generator is the low stability of the frequency and the duty cycle of the pulses when the positive or negative voltage of the power is changed relative to the zero potential bus, and also from - Ea of different and non-constant voltages Naxi Eceni the output of an operational amplifier. The purpose of the invention is to increase the stability of the frequency and duty cycle of the generated pulses. The goal is achieved by the fact that a rectangular impulse generator containing the time specifying the RC-MOCT and an operational amplifier whose inputs are connected to the output diagonal RC MocTaj whose diagonal is connected at one end to the output of the operational amplifier is inserted into the additional capacitor connected to the zero potential bus at one end , and the other end of the input diagonal of the s-mos. In FIG. 2, the electrical circuit of the proposed HepaTopaj in FIG. 2 is shown - egorpal voltage that excludes the operation of the generator coal impulses. The rectangular pulse generator contains an operational amplifier I, the output of which is connected to one end of the input diagonal of an RC bridge 2, 02 connected to the series-1 connection of resistors 3 and 4 and connected in series to the resistor 5 and the capacitor 6, and the other end of the input diagonal connected to the zero potential bus through an additional capacitor 7. On the diagrams (fig. 2) the following are marked: -b1, the voltage at the output of the operational amplifier 1; Upj ,, - maximum (positive and negative) output voltages of operational amplifier 1 relative to zero potential (saturation voltage); and - maximum voltages at the output of the divider, consisting of resistors 3 and 4; and - voltage on the capacitor 6) UJ - voltage on additional capacitor 7 with respect to zero potential t, - duration of positive and negative pulses. The generator works as follows. Suppose that at the output of the operational amplifier there is a negative voltage (J,). In this position, the operational amplifier is held positive feedback across a resistive divider from resistors 3 and 4 for as long as the driving capacitor 6 decreases exponentially law, the voltage does not reach a voltage equal to the voltage UI at the junction of resistors 3 and 4. At this point, the polarity at the outputs of the operational amplifier is reversed and the voltage at its output is avalanche-like During the negative impulse, the additional capacitor 7 is charged to a small negative value, since the capacitance value of the additional capacitor 7 is chosen much higher than that of the capacitor 6, after the appearance of the output amplifier it remains in this position until the exponentially increasing voltage on the capacitor 6 reaches the value and - the voltage on the junction of resistors 3 and 4. The avalanche-like transition occurs again The output voltage of the op amp increased up to and. The process repeats. In a steady state of generation, a constant voltage is set on the additional capacitor, equal to the arithmetic average of the alternating voltage during an operational amplifier, since the chain consisting of resistors 3 and 4 and capacitor 7 is an integrating An RC circuit connected to the output of the op amp. Obviously, the position of the common bus relative to the power bus or the operating amplifier voltage in such a scheme does not affect the potential relative to the saturation voltage of the operational amplifier of the junction of the additional capacitor 7 with time by the driving bridge 2, and this potential is the average value of the output voltage equal to the arithmetic mean of the positive and negative voltages of the op amp. In accordance with the accepted notation (Fig. 2), shorting the additional capacitor 7 and having received positive values in relation to the common bus in 9YK -4, we get the following expressions for t and t: i R, c, en- (2) If additional capacitor 7 vm not shorting. and it is necessary to measure relative to the connection point of the capacitor 7 with the input diagonal of the bridge 2. Learning that the potential of this point is equal to the arithmetic average of the positive and negative saturation voltages of the operating theater — we get (ъ From this it follows that the frequency and duty cycle of the generated pulses does not depend on the fluctuations of the supply voltage and the saturation of the operational amplifier. It should be noted that despite the average constant component there is a positive feedback The generator with any nominal values of the bridge 2 operates stably, since the coefficient of this feedback is less than one, and the voltage on the capacitor 7 always tends to the average value between Ut and U. The performance of the square-wave generator according to the proposed scheme significantly improves its stability. frequency and duty cycle, did not resort to stabilizing the supply voltage of the operational amplifier.

++

ивых Iwillow I

ившwish

XX

//

utut

//

ивwillow

ШSh

ич.ich.

XX

UfyUfy

//

XX

ttфиг2ttfig2

Claims

A RECTANGULAR PULSE GENERATOR, comprising a timing pc-bridge and an operational amplifier, the inputs of which are connected to the output diagonal of the Rc bridge, the input diagonal of which is connected at one end to the output of the operational amplifier, characterized in that, in order to increase the frequency stability and duty cycle of the generated pulses, he introduced an additional. capacitor connected by one terminal to the bus of zero potential, and the other to the other end of the input diagonal of the Rc-bridge.

>

ί

1 1 57 6