SU1742980A1 - Генератор пилообразного напр жени - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : устройство содержит 1 интегратор (1), 2 резистора (2, 4), 1 компаратор (3), 1 диод (5), 1 коммутируемый источник (7) смещени , 1 общую шину (8), 1 управл ющую шину (9), 1 выходную шину

Description

Изобретение относитс  к импульсной технике, в частности к синхронизируемым генераторам пилообразного напр жени , и может использоватьс  в различных радиоэлектронных устройствах, устройствах автоматики и управлени .

Известен синхронизируемый генератор пилообразного напр жени , содержащий интегратор, компаратор и диодно-резистив- ные цепи и обеспечивающий нулевую прив зку выходного напр жени  и его синхронизацию. Недостатком этого устройства  вл етс  то, что синхронизаци  выходного сигнала осуществл етс  одновременно с нулевой прив зкой выходного напр жени  в начале пр мого хода пилы. Это может приводить к искажени м формы пилообразного сигнала (по вление полочки на нулевом уровне), что во многих случа х  вл етс  недопустимым.

Известно также устройство, содержащее интегратор и компаратор на операционных усилител х, источник опорного напр жени  на резистивном делителе и ключевой элемент, обеспечивающее формирование несинхронизированного пилообразного напр жени  с нулевой прив зкой .

Недостатком этого устройства  вл етс  невозможность синхронизации его работы внешним задающим сигналом требуемой частоты и, как следствие, нестабильность работы, обусловленна  нормальным технологическим разбросом параметром его элементов и их температурным уходом.

Целью изобретени   вл етс  повышение стабильности выходного напр жени  при обеспечении его внешней синхронизации .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в генератор пилообразного напр жени , содержащий интегратор, выход которого соединен с выходной шиной и через резистор с неинвертирующим входом компаратора,

сл

с

VJ

4 Ю О 00 О

выход которого соединен с первым выводом последовательной диодно-резистивной цепочки , и шину управлени , введен коммутируемый источник смещени , управл ющий вход которого соединен с шиной управлени , а первый и второй выводы соединены соответственно с общей шиной и с инвертирующим входом компаратора, неинвертирующий вход которого соединен с вторым выводом диодно-резистивной цепочки, а выход - с входом интегратора.

На фиг.1 приведена схеме генератора; на фиг.2 - временные диаграммы его работы; на фиг.З - пример возможной схемотехнической реализации.

Генератор пилообразного напр жени  содержит интегратор 1, резистор 2, компаратор 3, резистор 4 и диод 5, образующие диодно-резистивную цепочку 6, коммутируемый источник смещени  7, общую 8 и управл ющую 9 шины и выходную шину 10.

Устройство работает следующим образом .

В момент времени ti напр жение на выходе интегратора 1 и, следовательно, на выходной шине 10 спадает до нулевого уровн  (фиг.2а). При этом напр жение на инвертирующем входе компараторе 3 также спадает до нул  (фиг.2в).

Поскольку в этот момент в соответствии с управл ющим синхросигналом на управл ющей шине 9 напр жение между выводами коммутируемого источника смещени  7 равно нулю, напр жение на инвертирующем входе компаратора 3 также равно нулю , это вызывает переключение последнего в состо ние, при котором на его выходе будет минимальное напр жение -Vm (фиг.2б).

После переключени  компаратора открываетс  диод 5, и напр жение на инвертирующем входе компаратора скачком падает до величины- AVi -Vm -R2/(R2 + R4), где Кз и Rq - сопротивление резисторов 2 и 4 соответственно (фиг.2в), после чего начинает возрастать совместно с увеличением напр жени  на выходе интегратора 1. В момент времени ta напр жение на инвертирующем входе компаратора 3 становитс  равным нулю. При этом напр жение на выходе интегратора 1, если пренебречь падением на диоде 5, равно V0 Vm Rg/R/jДл  нормальной работы устройства необходимо , чтобы в некоторый момент времени t2, предшествующий моменту времени тз, на управл ющую шину 9 был бы подан синхросигнал, в соответствии с которым напр жением между выводами источника смещени  7 измен етс  от нулевого до некоторого положительного уровн  V0n.

Синхросигнал должен сохран тьс  до некоторого момента времени t4, следующего за моментом времени t3.

На врем  действи  синхросигнала на инвертирующем входе компаратора 3 будет присутствовать положительное напр жение Von источника смещени  (фиг.2г), поэтому переключение компаратора произойдет не в момент ts, когда напр жение на его неинвертирующем входе достигает нул , а позднее - в момент времени т.4 окончани  действи  синхросигнала, по его заднему

фронту, когда напр жение между выводами источника смещени  падает до нул .

После переключени  компаратора 3 в состо ние, при котором на его выходе присутствует максимальное выходное напр жение +Vm (фиг.2в), в момент времени t4 диод 5 запираетс , и напр жение на неинвертирующем входе компаратора скачком увеличиваетс  до величины, равной амплитуде выходного пилообразного напр жени  VHM.

При этом напр жение на выходе интегратора 1 начинает уменьшатьс , а напр жением на неинвертирующем входе компаратора 3 повтор ет напр жение на выходе интегратора 1.

В момент времени ts напр жение на выходе интегратора 1 и соответственно на неинвертирующем входе компаратора 3 достигает нул , компаратор переключаетс  в состо ние, при котором на его выходе будет

минимальное выходное напр жение -Vm, и далее процессы повтор ютс .

Дл  устойчивой работы генератора необходимо , чтобы соблюдалось условие т.е. необходимо, чтобы напр жение

на неинвертирующем входе компаратора пересекало бы нулевой уровень во врем  действи  синхросигнала, а не до его по влени  и не после.

Кроме того, синхронизаци  возможна

лишь тогда, когда частота следовани  синхросигналов меньше собственной частоты генератора, определ емого значением посто нной интегрировани  т интегратора 1, а длительность синхросигнала должна быть

не более половины периода его поступлени .

Определим услови  синхронизации генератора , т.е. св зь между посто нной интегрировани  т интегратора 1, частотой

синхронизации и длительностью синхросигнала Ти. Очевидно, что дл  момента t3 выполн етс  условие

V0 Vm -(t3-ti)/T, но V0 Vm .

тогда Vm Rfc/R Vm ()/ r, т.е. т R2/R4.

Примем момент времени t/i за начало отсчета, т.е. примем , что справедливо, поскольку речь идет о периодических сигналах .

Тогда t3 Т R2/R4.

Как уже отмечалось, необходимо, чтобы вы- полн лось условие , т.е. t2 т R2/R4, но t2 Т/2-Ти, где Т - период следовани  синхросигналов. Тогда Т/2-Ти г R2/R4, т.е. Т R2/R4.

Дл  того, чтобы синхронизаци  генератора осуществл лась бы задним фронтом синхросигнала, необходимо выполнение условие Vm (t4-t3)/ Т Von.

Учитыва , что , a t3 т R2/R4, имеем Vm -(Т/2-г- R2/R4)/ .

Таким образом, получаем условие синхронизации генератора:

Т/2-т- R2/R4 TM T/2 VmCT/2-r-R2/R4)/r Von, напр жени , определ ющие соотношени  между частотой генератора, длительностью синхросигнала и параметрами схемы.

За напр жением Vm с достаточной степенью точности можно прин ть положительное напр жение источника питани  схемы.

При соблюдении этих соотношений генератор всегда будет работать синхронно с частотой без введени  каких-либо вспомогательных св зей между генератором и источником синхросигнала, т.е. реализуетс  принудительна  синхронизаци  генератора внешним синхросигналом без искажени  формы выходного напр жени .

Синхронизаци  генератора осуществл етс  по заднему фронту синхронизирующего сигнала в точке максимального значени  выходного напр жени , что позвол ет синхронизировать работу генератора

без искажени  формы выходного сигнала, обеспечить стабильность частоты выходного сигнала, соизмеримой со стабильностью синхронизирующего сигнала, осуществить жесткую прив зку минимального значени 

Claims (1)

1. выходного сигнала к нулевому уровню. Формула изобретени  Генератор пилообразного напр жени , содержащий интегратор, выход которого соединен с выходной шиной и через резистор

   с неинвертирующим входом компаратора, выход которого соединен с первым выводом последовательной диодно-резистивной цепочки , и шину управлени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  стабильности выходного сигнала при одновременном обеспечении внешней синхронизации, в него введен коммутируемый источник смещени , управл ющий вход которого соединен с шиной управлени , а первый и второй

   выводы соединены соответственно с .общей шиной и с инвертирующим входом компаратора , неинвертирующий вход которого соединенсвторымвыводом диодно-резистивной цепочки, а выход - с

   входом интегратора.