SU756616A1 - Генератор треугольного напряжения1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к генерато рам импульсов, и может использоваться для получения управляющего напря- , жения треугольной Формы (симметричного или несимметричного), необходимого при решении разнообразных задач радиоэлектроники.

Известны генераторы колебаний, , имеющие линейный участок нарастания напряжения и линейный участок убывания напряжения, основанные на заряде и разряде емкости постоянным или почти постоянным током, содержащие накопительный конденсатор, коммутаторы 15 элемент сравнения £ΐ]

Такие схемы обладают недостаточной стабильностью характеристик.

Наиболее близким к предлагаемому 20 является генератор треугольного напряжения, содержащий накопительный конденсатор, соединенный с коммутируемыми зарядным и разрядным каскадами и входом эмиттерного повторителя, 25 выход которого служит выходом устройства и соединен со входом элемента срайнения. и триггер [2].

В таком устройстве наблюдается значительный разброс амплитуды им- 30

2

пульсов, температурная нестабильность амплитуды выходного сигнала, а также невозможность поддержания постоянного начального уровня выходного напряжения. Кроме того, невозможна независимая регулировка времени прямого хода и времени обратного хода пилообразного напряжения.

Цель изобретения - повышение стабильности амплитуды и начального уровня выходного напряжения при обеспечении независимой регулировки дли- тельности прямого и обратного хода.

Для достижения указанной цели в устройство введен делитель напряжения, состоящий из трех резисторов, причем общая точка первого и второго резисторов соединена со входом установки триггера и общей точкой коллектора. и базы транзисторов элемента сравнения, образующих аналог двухбазового диода р-типа, общая точка второго и третьего резисторов делителя соединена со входом сброса триггера и общей точкой коллектора и базы транзисторов элемента сравнения, образующих аналог дв-ухбазового диода п-типа, а выход триггера соединен со входами коммутируемых зарядного и разрядного каскадов.

3

756616

4

На фиг. 1 представлена принципиальная схема генератора треугольного

напряжения; на фиг. 2 - временные

диаграмьвл (а, б, в, г) работы устройства.

Генератор состоит из накопительного конденсатора 1, коммутируемого ³ зарядного каскада 2, коммутируемого каскада 3, эмиттерного повторителя 4_г регенеративного порогового элемента 5 сравнения напряжений, сос- ιη тоящего иэ входных резисторов 6 и 7, конденсаторов 8 и 9, аналога двухбазового диода р-типа на транзисторах 10 и 11, аналога двухбазового диода п-тйпа на биполярных транзисторах 12 и 13, делителя, за- ’⁵ дающего уровни включения аналогов двухбазовых диодов, состоящего иэ резисторов 14-16; триггера 17, имеющего вход 18 установки, вход 19 сброса и выход 20,· источников 21 и 22 20

питания, источника 23 питания разрядного каскада, источника 24 питания зарядного каскада.

Первый вывод конденсатора 1 соединен с корпусом генератора, второй- 25 с выходом коммутируемого зарядного каскада 2, выходом коммутируемого разрядного каскада 3 и входом эмиттерного повторителя 4. Выход эмиттернох'о повторителя 4 соединен со 30

входом регенеративного элемента сравнения, а именно - с выводами резисторов 6 и 7. Второй вывод резистора 6 соединен с выводом конденсатора 8 и эмиттером транзистора 12. Второй 35

вывод резистора 7 соединен с выводом конденсатора 9 и эмиттером транзистора 11. Коллектор транзистора 11 соединен с базой транзистора 10; коллектор транзистора 12 соединен с базой транзистора 13) база транзистора 11 40

соединена с коллектором транзистора 10,. выводами резисторов 15 и 16 и входом 19 триггера 17; база резистора 12 соединена с коллектором транзистора 13, выводами резисторов 14 и 45 15 и входом 18 триггера 17; эмиттер транзистора 10 соединен со вторым ь выводом конденсатора 9, вторым выводом резистора 14, источником 21 питания и шиной подачи отрицательного зд напряжения питания на триггер 17,' эмиттер транзистора 13 соединен со вторым выводом конденсатора 8, вторым выводом резистора 16, источником 22 питания и шиной подачи положительного напряжения питания на триггер 17. Выход 20 триггера 17 соединен со входами коммутации коммутируемого заря- _ дного каскада 2 и разрядного каскада 3. Источник 23 питания подключен к шине питания коммутируемого раз- 60 рядного каскада 3. Источник 24 питания подключен к шине питания коммутируемого разрядного каскада 2. Выходной сигнал снимается с выхода эмиттерного повторителя 4. 65

Предполагается, что напряжение источника 24 больше, чем напряжение источника 22, напряжение источника. 23 по абсолютной величине больше, чем напряжение источника 21, напряжения источников 21 и 22, а также 23 и 24 по абсолютной величине равны или приблизительно равны, й что напряжения источников 21 и 22 могут быть получены из напряжений 23 и 24 соответственно путем деления или с помощью цепей со стабилитронами.

Устройство работает следующим образом.

После включения источников питания напряжение на конденсаторе 1 '(Фиг.2а) в первый момент равно нулю. Триггер 17 равновероятно может оказаться в любом из двух положений (логический нуль или логическая единица на выходе) .

Предположим, что на выходе установился логический нуль, когда напряжение таково, что коммутируемый зарядный каскад 2 включен и работает в режиме генератора тока, а коммутируемый разрядный каскад 3 выключен, заперт , и ток через него ничтожно мал в первом приближении равен нулю. В этом случае конденсатор 1 начинает заряжаться через коммутируемый зарядный каскад 2, и на нем появляется и начинает возрастать положительное напряжение. Это напряжение повторяется на выходе эмиттерного повторителя 4, играющего роль буферного каскада и уменьшающего влияние нагрузки на величину и линейность выходного сиг нала. Делитель из резисторов 14-16 включен между выходными клеммами источников 21 и 22. Когда напряжение на конденсаторе 1, а следовательно, и на выходе эмиттерного повторителя 4, равно нулю, напряжение на базе транзистора 11 (и запирающее напряжение на эмиттерном переходе этого транзистора в первый момент времени) равно падению напряжения на резисторах 14 и 15, создаваемому током делителя из резисторов 14-16. Соответственно, запирающее напряжение на эмиттерном переходе транзистора 12 в первый момент времени равно падению напряжения на резисторах 15 и 16. Напряжение на конденсаторе 1 (фид.2а) нарастает медленно, а постоянные времени интегрирующих цепей 7-9 и 6-8 невелики, поэтому напряжение на конденсаторах 8 и 9 успевает отслеживать выходное напряжение эмиттерного повторителя 4. Вследствие этого, запирающее напряжение на эмиттерном переходе транзистора 12 увеличивается, а на эмиттерном переходе транзистора 11 - уменьшается. Когда напряжение на эмиттере транзистора 11 превышает уровень напряжения, заданный делителем на его базе, транзис5

756616

6

тор 11 отпирается, и в цепи, образованной транзисторами 10, 11, начинается лавинный процесс включения. На коллекторе транзистора 10 образуется импульб, который воздействует на вход 19 (фиг. 2в) триггера 17 и переводит его во второе устойчивое состояние. В этом состоянии выходной сигнал триггера 17, снимаемый с его выхода 20 (фиг. 2г),запирает коммутируемый зарядный каскад 2 и включает коммутируемый разрядный каскад 3. Коммутируемый разрядный каскад 3 начинает работать в режиме генератора разрядного· тока. Ток каскада 2 в этом состоянии очень мал (в первом приближении равен нулю). Конденсатор 1 начинает разряжаться током разрядного каскада 3, напряжение на конденсаторе 1 линейно уменьшается.Обе пары транзисторов 10, 11 и 12, 13 вновь запираются ,По мере убывания напряжения на конденсаторе 1 запирающее напряжение на эмиттерном переходе транзистора 11 увеличивается, а транзистора 12 - уменьшается Когда напряжение на конденсаторе 1 становится отрицательным и по абсолютной величине превышает уровень, заданный делителем на базе транзистора 12, пара транзисторов 12-13, образующая аналог двухбазового диода п-типа, включается и формирует короткий запускающий импульс на коллекторе транзистора 13. Этот импульс, воздействуя на вход 18 (фиг.2б) триггера 17, вновь переключает триггер, и начинается новый цикл заряда конденсатора 1, описанные процессы повторяются.

Временные диаграммы напряжений в важнейших точках устройства (на конденсаторе 1, на входах 18 и 19 и выходе 20 триггера 17), поясняющие рабо ту генератора треугольного напряжения, соответствуют случаю равенства зарядного и разрядного токов, т. е. случаю, когда на выходе генератора формируется симметричное треугольное напряжение.

При резком неравенстве зарядного и разрядного токов можно получить пилообразное напряжение - линейно падающее или линейно нарастающее.

Предлагаемое устройство обеспечивает стабильность минимального и максимального значений выходного сигнала (не только амплитуды, но и начального и конечного значений в отдельное ти), а также возможность широкой регулировки времени прямого и времени обратного хода напряжения, причем регулировка является независимой, и амплитуда колебаний при такой регулиров ке неизменна.

Узлы схемы-триггер 17, коммутируемый зарядный каскад 2, коммутируемый разрядный каскад 3 работают по принципу "да-нет", не требуют настройки или регулировки, единственным органом регулировки являются токозадающие цепи каскадов 2 и 3, однако при работе с фиксированной частотой и формой выходного сигнала (при средних, т. е. порядка 5-7% требованиях по симметрии напряжения),и эту регулировку можно исключить.

Предлагаемый генератор можно применять при необходимости получения симметричного треугольного напряжения, а также при необходимости получения напряжения несимметричной формы, но с обязательно линейным, как прямым, так и обратным ходом.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Генератор треугольного напряжения; содержащий накопительный конденсатор, соединенный с коммутируемыми зарядным и разрядными каскадами и входом эмиттерного повторителя, выход которого служит выходом устройства и соединен ео входом регенеративного элемента сравнения на транзисторных аналогах двухбазовых диодов р- и п-типа, и триггер,о т л и ч а ю щ и й с я тем,· что, с целью повышения стабильности амплитуды и начального уровня выходного напряжения при обеспечении независимой регулировки длительности прямого и обратного хода, в него введен делитель напряжения, состоящий из трех резисторов, причем общая точка первого и второго резисторов соединена со входом установки триггера и общей точкой коллектора, и базы транзисторов элемента сравнения, образующих аналог .двухбазового) диода р-типа, общая точка второго и третьего резисторов делителя соединена со входом сброса триггера и общей точкой коллектора и базы транзисторов элемента сравнения, образующих аналог двухбазового диода п-типа/ а выход триггера соединен со входами коммутируемых. зарядного и разрядного каскадов.