SU917304A1 - Генератор импульсов - Google Patents

Description

(5А) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ

1

Изобретение относитс  к.импульсной технике и может быть использовано в контрольно-измерительных приборах и устройствах.

Известен генератор импульсов, содержа1ций последовательно соединенные источник посто нного напр жени , резистор и конденсатор, параллельно которому включен пороговый элемент; работа которого основана на зар де конденсатора через резистор от источника посто нного напр жени . При. достижении напр жени  зар да конденсатора пороговой величины срабатывает пороговый элемент и конденсатор разр жаетс . Затем цикл повтор етс  вновь 1 .

Недостаток такого генератора - значительна  зависимость частоты от напр жени  питани , величины тока утечки конденсатора порогового элемента .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  генератор импульсов, содержащий стабилизатор тока, выход которого соединен с входом ключевого элемента и первой обкладкой конденсатора, втора  обкладка которого соединена с выходом ключевого элемента и общей шиной устройства, сравнивающее устройство , состо щее из источника опорного напр жени , один вывод которого подключен к общей шине, операци10 онного усилител , выход которого через последовательно соединенные диод и четырехполюсник обратной св зи, соединен с неинвертируюрщм входом операционного усилител  и выходом

15 стабилизатора тока, а управл ющий вход ключевого элемента подключен к выходу операционного усилител  2.

Работа этого генератора импульсов

Claims (3)

1. 20 основана на зар де конденсатора стабильным током с последующим разр дом его через коммутатор, управл емый сравнивающим устройством, Недостатком известного генератора импульсов  вл етс  нестабильност частоты генерации, особенно в диапа зоне инфранизких частот, где приходитс  примен ть конденсаторы боль шой электрической емкости ( эл тролитические) , которые имеют низку температурную и временную стабильность . Цель изобретени  - ,повьЕаение ста бильности частоты генерируемых импульсов . Указанна  цель достигаетс  тем, что в генератор импульсов, содержащий стабилизатор тока, выход которо , го соединен с входом ключевого элемента и первой обкладкой койденса-, тора, втора  обкладка которого соед нена с выходом ключевого элемента и общей шиной устройства, сравнивающе устройство, состо щее из источника опорного напр жени , один вывод Kotррго подключен к общей гаине, операционного усилител , выход которого через последовательно соединен.ные диод и четырехполюсник обратной св  ;зи соединен с неинвёртирующим вхо;дом операционного усилител  и выхо дом стабилизатора тока, а управл ющий вход ключевого элемента подключен к выходу операционного усилител , дополнительно введены дифферен циатор , лини  задержки и двухканаль 1ШЙ коммутатор, один вход которого соединен с вторымвыводом источника опорного напр жени , второй вход с выходом дифференциатора, вход которого подключен к выходу стабилизато1 )а тока, вход линии задержки соединен, с выходом операционного уси лител , а выход линии задержки подключен к управл ющему;- входу двухканального коммутатора, выход которо го соединен с инвертирующим входом операционного усилител  На чертеже представлена функциональна  схема гене затора импульсов. Генератор импульсов состоит из стабилизатора 1 тока, дифференциатора 2, конденсатора 3, элемента 4 ключевого, сравнивающего устройства 5, содержащего источник 6 опорного напр жени , усилитель 7 операционный диод 8, четырехполюсник 9 обратной св зи, коммутатор 10 двухканальный, линию 11 задержки. Генератор импульсов работает еледующим образом. В исходном состо нии, когда выход-, ное напр жение усилител  7 операционного отрицательно, диод 8 и элемент 4 ключевой закрыты. При этом конденсатор 3 зар жаетс  от стабилизатора 1 тока. Напр жение зар да конденсатора 3 поступает на неинвертирующий вход усилител  7 и на вход дифференциатора 2. При этом выходное напр жение последнего принимает некоторое посто нное значение, так как конденсатор 3 зар жаетс  током стабильным во времени. Выходной сигнал дифференциатора 2 через соответствующий канал коммутатора 10 двухканапьного поступает на инвертирующий вход усилител  7. Таким образом, потенциал на инвертирующем входе усилител  7 остаетс  посто нным, а на неинвертирующем входе линейно нарастает. Пока выходное напр жение дифференциатора больше напр жени  зар да конденсатора 3, выходное напр жение усилител  7 отрицательно (формирование напр жени  на конденсаторе происходит в положительной пол рности), а в коммутаторе 10 канал, через который на инвертирующий вход усилител  7 поступает напр жение с источника 6 опорного напр жени , заперт. При достижении напр жением зар да конденсатора 3 величины выходного напр жени  дифференциатора 2 выходное напр жение усилител  7 становитс  положительным, диод 8 и элемент 4 открываютс , происходит разр д конденсатора 3. Выходное напр жение дифференциатора 2 мен ет свой знак и в начальный промежуток времени разр да конденсатора удерживает выходное напр жение усилител  7 положительным . Через промежуток времени Т, определ емь1й посто нной времени линии 11 задержки, положительное выходное напр жение усилител  7 закрывает канал коммутатора 10, через который поступает выходное напр жение дифференциатора 2, и открывает канал, через который поступает напр. жение с источника 6. Таким образом, через диод 8 и четырехполюсник 9 обратной св зи, который  вл етс  резистивным делителем напр жени  и предназначен дл  придани  гистерезиса усилителю 7, работающему в качестве компаратора , на неинвертирующий вход усилител - 7 поступает напр жение положительной обратной св зи и напр жение с конденсатора 3, а на инвертирую1 щй вход поступает напр жение с источника 6. Величина этого напр - . нени  выбираетс  равной или несколько большей суммы напр жений положительной обратной св зи и напр жени  насыщени  элемента 4. Когда, вследствие разр да конденсатора 3, напр жение неинвертирующего входа .операционного усилител  7 стает равным или несколько меньшим опорного, поданного с источника 6, выходное напр жение усилител  7 вновь становитс  отрицательнь1М. При этом элемент 4 и диод 8 эакрьшаю с  и напр жение неинвертирующего вхо да усилител  7 снижаетс  на величину напр жени  положительной обратной св зи. Это обсто тельство приводит к тому, что в начальный момент времени , после изменени  пол рности выход ного напр хсенн  усилител  7 с положительной пол рности на отрицательную выходной сигнал операционного уси лител  7 отрицательный. Конденсатор оп ть начинает зар жатьс -от стабили затора 1 тока. Через промежуток времени и, определ емый, как указано вы шё, посто нной времени линии задержки , отрицательное выходное напр жение с усилител  7 закрывает канал коммутатора 10, через которьй поступает напр жение с источника 6, и- отгкрывает канал, через который поступает выходное напр жение дифференциатора
2. 2. Далее работа устройства повтор етс . С одной стороны врем  Т выбрано таким образом, чтобы за это врем  элемент 4 успел полностью закрытьс , конденсатор 3 начал зар жат с  и на выходе диеЬФеренциатора 2 по вилось напр жение, пропорциональное скорости зар да конденсатора 3. С другой стороны врем  Т удовлетвЪр ет условию (1) где UjxSp.cB величина напр жени  положительной обратной св зи, 1с - величина тока зар да конденсатора 3, .С - величина электрической ёмкости конденсатора
3. 3. Если врем  Т не удовлетвор ет условию СП , то за это врем  напр жение на конденсаторе 3 станет больше опорного, подаваемого через коммутатор 10 с источника 6, что приводит к ложному переключению усилител - 7, Так- как конденсатор 3 зар жаетс  стабильным: во времени током, то напр жение на нем в любой момент времени равно --i-r . (2) где tJc. - напр жение на конденсаторе, t - врем  зар да. Выходное напр жение дифференциатора 2 равно 1Г - dUe -sr где U - выходное напр жение дифференциатора , к1 - коэ(1)фициент передачи дифференциатора , т.е. на выходе дифференциатора устанавливаетс  посто нньй уровень на- пр жени , не завис щий от времени t. Пока ., элемент 4 закрыт. В момент времени t, когда напр женив на конденсаторе 3 етановитй  равным выходному напр жению дифференциатора 2, элемент 4 открываетс , а конденсатор 3 разр жаетс . Период колебаний генератора импульсов практически равен времени зар да конденсатора. Дл  его определени  необходимо приравн ть . -f rotl откуда следует, что tl к1, т,е. период генерируемых колебаний не зависит ни от величины тока зар да конденсатора, ни от его электрической емкости, что особенно важно при генерировании колебаний инфранизких частот, где приходитс  примен ть конденсаторы большой электрической емкости (часто электролитические) -, которые .имеют низ.кую температуру и временную стабильность. . ... Использование предлагаемого устройства позвол ет повысить стабильность частоты генерируемых колебаний. Формула изобретени  Генератор импульсов, содержатций стабилизатор тока, выход которого соединен с входом ключевого элемента и первой обкладкой конденсатора.