SU718845A1 - Функциональный генератор - Google Patents

Description

Изобретение относится к области импульсной техники.

Известны генераторы импульсов, содержащие триггеры, интегрирующие усилители и дискриминаторы, управляемые ключи [1].

Такие генераторы имеют низкую точность. ⁵

Наиболее' близкое к изобретению техническое решение - функциональный генератор, содержащий первый операционный усилитель, 4 цепь обратной связи которого включены параллельно соединенные первый ключ и кон- ¹⁰ денсатор, неинвертирующий вход которого через первый резистор подключен к обшей шине источника питания, а инвертирующий через второй резистор к первому выходу Источника интегрирующих напряжений и через третий ¹⁵ резистор - к второму выходу источника интегрирующих напряжений [2].

Недостаток этого генератора состоит в низкой точности формирования постоянных уров- ней выходного напряжения. ²⁰

Цель изобретения -- повышение точности формирования постоянных уровней выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в функциональный генератор, содержащий Первый OnepauHOHHbin усилитель, в цепь обратной связи которого включены параллельно соединенные первый ключ и конденсатор, неинвертируюШий вход которого через первый резистор подключен к общей шине источника питания, а инвертирующий через второй резистор к первому выходу источника интегрирующих напряжений и через третий резистор - к второму выходу источника интегрирующих напряжений, введены источник опорного напряжения, второй; третий, четвертый, пятый и шестой управляемые ключи, компаратор и второй операционный усилитель, выход которого через второй управляемый ключ подключен к инвертирующему входу первого операционного усилителя, неинвертирующий вход соединен с первым входом компаратора и выходом устройства, инвертирующий вход через третий управляемый ключ подключен к первому выходу источника опорных напряжений, который .через четвертый управляемый ключ подключен к второму входу компаратора, подключенного через управляемый пятый _клюм к второму Выходу источника опорных напряжений, который через цгестой управляемый ключ подключей к инвертирующему Входу второго операционного усилители;

На чертеже приведена схема генератора. Устройство содержит первый операционный усилитель 1, первый, управляемый ключ 2, конденсатор 3, первый резистор 4, второй, третий резисторы 5, 6, источник 7 инТёгрирующих напряжений, источник 8 όήόρϊπΐιχ 'напряжений, второй, третий, четвертый, пятый, шестой управляемые ключи 9-13, компаратор 14, второй операционный усилитель 15. Принцип работы генератора состоит в следующем. '' -· .· ·—·'-...... —В исходном состоянии ключи 9, 10, 11, закрыты,, а ключи 2, 12 открыты. Перед запуском генератора устанавливаются / требуемые параметры элементов трапеции: напряжение постоянных уровней, скорость нарастания напряжения переднего и заднего фронтов, время Выдержки на постоянных уровнях. Зна- ' ™пределах, в частности при больших скоростях линейного изменения переднего и заднего фронтов трапеции ’в&ХбДНОё НаПрЯЖёНИё Генератора Принимает вид прямоугольных импульсов. При з'апуске генератора открываются ключи 9, 10 и закрывается ключ 2. В' псрвыймомент'между входами усилителя 1Г “'сугцествует^ ' нйй.'^Жб/ЩЫЙи' к появлению' на выходе его напряжения уполярностькОторого противопо ка 8 ϋ_οπ . Это напряжение через ключ 9 быстро заряжает конденсатор 3, и на выходе усилителя 1 устанавливается напряжение, равное U_on . В результате напряжение на выходе усилителя 15 станет равным нулю и заряд конденсатора 3 прекратится. В случае отклонения напряжения на выходе усилителя .1 от напряжения уровня ϋ_ΟΠ1, возникающая разность напряжений между входами усилителя 15 при........водит к появлениюнавыходеегонапряжетакой’'пбйярностйГ^тортяП^ё!!^·^ ряд конденсатора 3 таким обрйЙййТШ!выходное напряжение усилителя 1 возвращается к значению, равному напряжению U_on^ . В ' р'ёзуль'таТё' вйходное напряжение непрерывно сравнивается с напряжением ΰ_Οηι . Выходное ''йЙфйЖё'ййё в режиме· хранения поддерживается равным U_On с высокой точностью. По истечении заданного времени выдержки напряник 7 интегрирующих напряжений, й'на резистор 5 подается напряжение Uonj заданной амплитуды и полярности. Одновременно закрываются ключи 10, 9. В результате' выходное напряжение начинает линейно изменяться от значения, равного и_0П1 к значению со скоростью, определяемой амплитудой, интегри₅ руемого напряжения υ_μμΤί, номиналом резистора 5 и емкостью конденсатора 3. По достижении напряжением и_6Ых значения U_Qn^ срабатывает компаратор 14 и с его выхода в схему управления подается сигнал, по команде

Ю которого схема управления выключает источникинтегрируемого напряжения, закрывает ключ 12 и открывает ключи 9, 13, 11. В первое время после открывания ключа 13 напряжения на обоих входах усилителя 15 рав15 ны, напряжение на его выходе равно нулю.

Время выдержки напряжения и_6Ых на уровне 11_оп^ задается в схеме управления. Операционный усилитель 15 осуществляет непрерывное отслеживание напряжением 0^* 20 уровня и_оПх'во всем интервале времени выдержки. По истечении заданного времени выдержки напряжения U_ona, со схемы управления подается команда, включающая второй выход источника 7 интегрирующих напряжений, 25 и на резистор 6 подается напряжение υ_μΗΤ^ заданной амплитуды и полярности. Одновременно закрываются ключи 9, 13. Напряжение *JbWx начинает линейно изменяться от значения и_оп^ к значению U_oni со скоростью, 30 определяемой амплитудой интегрируемого напряжения О_МН1г, номиналом резистора 6 и емкостью конденсатора 3. Когда напряжение достигает значения напряжения 1)_ОП1 сбрасывает компаратор 14 и с его выхода в схему управления подается сигнал, по команде которого схема управления включает второй выход источника 7 интегрирующих напряжений, закрывает ключ 11 и открывает ключи 9, 10, 12.

...

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к области импульсно техники. Известны генераторы импульсов, содержащи триггеры, интегрирующие усилители и дискриминаторы , управл емые ключи 1. Такие генераторы имеют низкую точность. Наиболее близкое к изобретению те.хническое решение - функциональный генератор, содержащий первый операционный усилитель, и цепь обратной св зи которого включены параллельно соединенные первый ключ и конденсатор , неинвертирующий вход которого через первый резистор подключен к общей щине источника питани , а инвертирующий через второй резистор к первому выходу йсг0чнй1 а интегрирующих напр жений и через третий резистор - к второму выходу источника интег рующих натгр жений 2. Недостаток этого генератора состоит в низкой точности формировани  посто нных уровней выходного напр жени . Цель изобретени  - повынгение точности формировани  посто нных уровней выходного напр жени Постав; енна  цель достигаетс  тем, что в функциональный генератор, содержащий Первый операционный усилитель, в цепь обратной св зи которого включены параллельно соединенные первый ключ и конденсатор, неинвертируюЩ й вход которого через первый резистор подключен к общей щине источника питани , а инвертирующий через второй резистор к первому выходу источника интегрирующих напр жений и через третий резистор - к второму выходу источника интегрирующих напр жений, введены источник опорного напр жени , второй; третий, четвертый, п тый и шестой управл емые ключи, компаратор и второй операционный усилитель, выход которого через BTOptni уггравл емый ключ подключен к инвертирующему входу первого операционного усилител , неинвертирующий вход соединен с первым входом компаратора и выходом устройства, инвертирующий вход через третий управл емый ключ подключен к первому выходу источника опорных напр жений , который .через четвертый управл емый ключ подключен к ) входу компаратора , подключенного через управл емый п тый ключ к второйу Выхолу йст6ч1 и а бпорньгх напр жений, который через шестой управл емый кЯШподкглючей к инвертирующему ВХОДУ второго операционнбто усйлйте  7 МаЧертеже приведен схема генератора. Устройство содержит первый операционный усилитель 1, первый. управл емь1й ключ 2, конденсатор 3, первый резистор 4, второй, третий резисторы 5, 6, источник 7 кнТёг|рИ1Гую щих напр жений, источник 8 дШрйШ Й(Й1р жений , второй, третий, четвертый, п тый, шестой управл емые кЯючи 9-13, компаратор 14, второй операционный усилитель 15. Принцип работы генератора состоит в сле ДуЙйдеМ . -V- --;-- -..,,..-.:,-.,,.--. в исходном срсто ши ключи 9, 10, 11, 13 закрыты,, а ключи 2, 12 открыты. Перед запуекЬтй теиераюра устанавливаютс  tpeOyeмШ парЙётфы ЗлШент Ьв трапеции: напр жение посто нных уровней, скорость нарастани  напр жейй  переднего и заднего фронтов. врем  18ыдержки на посто нных уровн х. ШтрГ 1ЙШШ1ШтрЙЩйГ Шг УТ Ш{зьйр6ватТьс  в iimpoiKHjc пределах, в частности при больших скорост х линейного измейейИ  переднего и заднего фронтовтрапеции ШШда8ё--1ГапТ  жёнйГ гейёратора 11ртайм;а ВЩ пр моугольных импульсов. При эапуске генератора открываютс  ключи 9, 10 и закры ваетс  ключ 2. В первьш момент Шжду ШК1ййе1РйГергйрую{цйй входами у лстител  151 ШеШует - ШШГТЮф нШ,1грШй Щ11  К 11бйвлёйию на вь1хбйе его МТтрЙШШ , П6Яйрйос1ь R прОтивопо ШШГ1ШйрШгГ1 рШ ШШгГ ка 8 UQ . Это напр жение через ключ 9 быстро зар жает конденсатор 3, и на выходе усилител  1 устанавливаетс  напр жение, равное UOP . В ре: ультате напр жение на выходе усилител  15 станет равйым нулю и зар д конденсатора 3 прекратитс . В случаеоткло йбйй  йапр жени  на выходе усилител 1 от. йацр женй  уровн  Uon,,возникающа  разност напр жений между входами усилител  15 при вЪДит К по влению на вбгхоДё его напр же . - jj-j та5;;ой пбШрйЪстйГ кот6р1 11 ЖёШ ёт за3 таким обрй6мГЧт5 ВЫр д конденсатора i возвращаетс  ходное напр жение усилител  к значению, равйому йапр жению UQ , В рё§уЯ6та Е вШ9Дное йапр жейие непрерывно сравййваетс  с йзпр жением U . Вь1ходйое ШТфййёШе В режиме -хранени  поддерживаетс  равным УОП с высокой точностью. По Т1стеченйй задайного времени выДёржки.. напр  кбКШШС-fгаТШШйШ-ТГС№ йик 7 интегрирующих напр жений, резис тор 5 подаетс  напр жение Uon задаййой амплитуды и пол рности. ОдйбвреК1ёййО закрь ваютс  ключи Ю, У. В результате выходное напр жение «ачинает линейно измен тьс  от значени , равного УОП, к значению и со скоростью, определ емой амплитудой, интегрируемого напр жени  Уцит,, номиналом резистора 5 и емкостью конденсатора 3. По достижении напр жением значени  U, срабатывает компаратор 14 и с его выхода в схему управлейи  подаетс  сигнал, по команде которого схема управлени  выключает источйик интегрируемого напр жени , закрывает ключ 12 и открывает ключи 9, 13, 11. В первое врем пбсле открывани  ключа 13 напр жени  на обоих входах усилител  15 равHti , Напр жение на его выходе равно нулю. Врем  выдержки напр жени  ъы на уровне Uof, задаетс  в схеме управлени . Операционный усилитель 15 осуществл ет непрерьшное отслеживание напр жением 0{, уровн  во всем интервале времени выдержки . По истечении заданного времени выдержки йапр жени  OQ со схемы управлени  подаетс кгомайда, включающа  второй вЬ1ход источника 7 интегрирующих напр жейий, и йа резистор б подаетс  напр жение U, заданной амплитуды и пол рности. Одновременно закрываютс  ключи 9, 13. Напр жение начийает лийеийо измей тьс  от зйачезйачейию U оп со скоростью. определ емой амплитудой ййтегрируемого напр жени  UV,H., номиналом резистора 6 и емкостью конденсатора 3. Когда напр жение достигает значени  напр жени  Uop сбрасывает компаратор 14и с его выхода в схему УПравлени  подаетс  сигнал, по команде которого схема управлени  включает второй выход источника 7 интегрирующих напр жений, закрывает ключ 11 и открывает ключи 9, 10, 12.. Формула изобретени  . ; . Функциональный генератор, содержащий первый операционный усилитель, в цепь обратной св зи которого включены параллельно соединенные первый управл емый ключ и конденсатор , нейнвертирующий вход через первый резистор подключен к общей шине источни1 а питани , а инвертирующий через второй резистор - к первому вЪгеоДу источника HHterpHрующих напр жейий и через третий резистор к второму вйходу источника интегрирующих напр жейий, otлйчaющийc  тем, что, с целью повышени  точности формировайи  ПОСТОЯ1ШЫХ уровней выходного напр жейи , в йеговведены источник опорного напр жейй , второй, третий, четвертый, п тый и

   шестой управл емые ключи, компаратор и BttT рой операционный ус№ итепь, выход которого через второй управл емый ключподключен к инвертирующему входу первого операционного усилител , неинвертирующий вход соединен с , первым входом компаратора и выходом устройства , инвертирующий вход через третий управл емый ключ подкпючен к первому выходу источника опорных напр жений, который через четвертый управл емый ключ подключен к второму входу компаратора, подключенного

   через управл емый п тый ключ к второму выходу источника опорных напр жений, который через шестой управл емый ключ подключен к инвертирующему входу второго операциошюго усилител .

   Источники информации, прин тые во внимание пр1Г экспертизе I. Патент СССР N 327717, кл. НОЗК 1/12, 06.05.70.
2. 2. Авторское свидетельство СССР N 498627, кл. G 06 G 7/26, 02.01.74 (прототип).