Генератор пилообразного напряжения

 

1. ГЕНЕРАТОР ПИЛООБРАЗ . НОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий гистерезисный компаратор, управляющий вхоц и разрядный выход которого соединены с потенциальной обкладкой конденсатора, вход питания через генератор тока с шиной питания, логический выход - с импульсным выходом устройства, элемент заряда, вход которого подключен к шине питания, вход управления через внешний регулирующий резистор - к обшей шине устройства , отличающийся -тем, что, с целью повышения надёжности работы, в него введены инвертор, согласующий двухполюсник и транзистор, эмиттер которого соединен с входом питания гистерезисного компаратора, коллектор через инвертор - с импульсным выходом устройства, база - с выходом элемента заряда, который через согласующий двухполюсник подключен к потенциальной обкладке конденсатора . (5 2. Генератор по п. 1, отличаю -JS щ и и с я тем, что согласукаций двухпосл люсник содержит параллельно соединенные резистор и диод, включенный в проводящем направлени..

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН зсю Н 03 К 4/50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1 ) 3382 109/18-2 1 (22 ) 1 4.01.82 (46) 15.05.83. Бюл. ¹ 18 (72) N. B. Капитонов, К. П. Полянин, B. Г. Алексеев, Ю. М. Соколов и П. П. Холопов (71) Ленинграцский ордена Ленина электротехнический институт им. В. И. Ульянова (Ленина) (53) 621.373(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 586554, кл. Н 03 К 4/08, 29. 12.75.

2. Патент США ¹ 4047052, кл. 307-228, 16.03.76. (54) (57) 1. ГЕНЕРАТОР ПИЛООБРАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий гистерезисный компаратор, управляющий вход и разрядный выход которого соединены с потенциальной обкладкой конценсатора, вхоц питания через генератор тока с ши„„Su„„1018209 A ной питания, логический выхоц - с импульсным выхоцом устройства, элемент заряца, вход которого поцключен к шине питания, вход управления через внешний регулирующий резистор — к обшей шине устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, в него введены инвертор, согласующий цвухполюсник и транзистор, эмиттер которого соецинен с вхоцом питания гистерезисного компаратора, коллектор через инвертор - с импульсным выхоцом устройства, база - с выхоцом элемента заряда, который через согласующий цвухполюсник поцключен к потенциальной обклацке конденсатора. С2

2. Генератор по п. 1, о т л и ч а ю -@ шийся тем, что согласующий цвухпо- /фью люсник содержит параллельно соединенные резистор и циоц, включенный в про С воцяшем направлени 1. » 1О182

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, на-. пример, в устройствах автоматики и вы числительной техники.

Известен генератор пилообразного напря>кения, содержащий зарядный элемент, включенный между шиной питания и потенциальной обклапкой конценсатора, разряд™ ный элемент, дифференциальный усилитель (1 ).

Непостатком устройства является невысока линейность формируемого напряжения.

Наиболее близким к изобретению является генератор пилообразного напряжения, содержащий гисте реэисный компаратор, управляющий вход и разрядный выход которого соединены с потенциальной об клацкой конденсатора, вход питания— через генератор тока с шиной питания, логический Вьгход с импульсным выхо пом устройства, элемент заряда,вхоц— которого подключен к шине питания, вхоц управления — через внешний регулирующий резистор к общей шине устройства (23 . д

Нецостатком устройства является его низкая надежность работы.

Бель изобретения -. повышение надежности работы устройства, Поставленная цель достигается тем, что в генератор пилообразного напряжения, содержащий гистерезисный .компара-. тор, управляющий вход и разрядный выхоц которого соепинены с потенциальной обкладкой конденсатора, вход питания черэз генератор тока с шиной питания, логический выход — с импульсным выходом устройства, элемент заряпа, ахоп которого попключен к шине питания, вход управления через внешний резистор - к

40 обшей шине устройства, ввецены инвертор, согласу»о»дий двухполюсник и транзистор, эмиттер которого соецинен с входом пи-» тания гистерезисного компаратора, коллектор через инвертор - с импульсным выходом устройства, база — с выходом

45 элемента заряпа, который через согласующий цвухполюсник подключен к потенциальной обкладке конденсатора.

Согласующий пвухполюсник содержит параллельно соединенныв резистор и диод, включенный в проводящем направлении, На фиг. 1 привецена структурная электр»»вская схема устройства; на фиг. 2 электрическая схема согласующего цвухполюсника; на фиг. 3 - эпюры, пояснякъ- 55 шие работу схемы.

Устройство содер>кит гистерезисный компаратор 1 с основным входом 2, 09 2 разрядным выходом 3, входом 4 питания, «онпенсатор 5, генератор 6 тока, элемент 7 заряда, регулирующий резистор 8, согласующий двухполюсник 9 на резисторе 10, циоце 11, инвертор 12, транзистор 13.

Устройство работает следующим образом.

Пусть в исходном состоянии конпенсатор 5 разряжен, а внешний регулирук ший резистор 8 соединен со входом управления элемента 7 заря.а,, расположенныМ на полупроводниковом кристалле.

Выхопной ток элемента 7 заряда, обратно пропорциональный величине сопротивления внешнего регулирующего резистора, протекает через согласующий двухполюсник 9 и поступает в конденсатор 5. Если ток на выходе элемента 7 заряда неизменен, то напряжение на конценсаторе растет по линейному закону, формируется линей»

:-»o нарастающий фронт пилообразного напряженн ия, которое снимается с выхода. В качестве согласующего двухполюсника в общем случае может использоваться резистор. Величина его выбирается такой, чтобы при номинальном значении выходного тока элемен»а 7 заряца падение напряжения на согласующем двухполюснике 9 обеспечивало запертое состо-. яние транзистора 13. Дл»» этого должно выполняться условие».,> э,0, где U

I t сА .3 сд напряжение на согласующем цвухполюснике 9 при номинальном значении выходи ного тока элемента 7 заряда; U„- падение напря>кения межцу основным входом 2 и входом 4 питания гистерезисного комгаратора 1 с дифференциальным входным каскадом. Так, если входной дифференциальный каскад содержит по одному транзистору в каждом плече, то U =U 0, В (для кремния). При

cé, 1 том напряжение база-эмиттер цополнительного транзистора 8».» =О, т.е.

Бэй данный транзистор заперт, »-»а вхоп логического инвертора 12 ток не поступает, его выхоцное сопротивление велико и он не шунтирует импульсный выхоц. Весь ток генератора 6 тока поступает на вход питания гистерезисного компаратора 1. На импульсном выходе формирует ся высокий логический потенциал за счет тока, вытекающего с импульсного выхода гистврезисного компаратора 1, Зарядный выход 3 компаратора заг»ерт, его выхоц ное сопротивление велико.

Когда напряжение на конденсаторе 5 достигает верхнего порога срабатывания гистерезисного компаратора ", послецний переключается, Напри>кение не его,»мпульсном выхопе снижается цо нижне» го логического уровня. Разрядный выход 3 компаратора 1 открывается, т.е. его выходное сопротивление становится малым и через него происходит разряд конценса- 5 тора 5, формируется крутой срез пилообразного напряжения, снимаемого с выхода.

Так как при этом выходной ток элемента 7 заряца сушествует, то вслепствие падения напряжения на согласуюшем пвухполюс- О нике 9 транзистор 13 продолжает оставаться запертым и выход инвертора 12 не шунтирует импульсный выход устройства. После снижения напряжения на конденсаторе .5 до нижнего порога срабаты- И вания гистерезисного компаратора 1 он переключается в исхоцное состояние и процесс повторяется.

Рассмотрим работу устройства при обрыве внешнего регулируюшего реэисто- 20 ра 8.

Пусть цанное нарушение нормальной работы устройства на номинальной частоте генерации происхоцит на этапе заряда конденсатора 5, Ток на выхоце эле- 2$ мента 7 заряца прекрашается, но конденсатор 5 продолжает заряжаться очень малым током, вытекаюшим с основного входа 2 гистерезисного компаратора 1.

По цостижении на.конденсаторе 5 3О верхнего порога срабатывания гистере.— зисного компаратора ». последний переключается и происходит разряд конденсатора 5 через разряпный выхоц 3 компаратора 1. Затем процесс повторяется.

Частота пилообразного напряжения на выхоце становится много ниже номинал» ной частоты (фиг. Зс, фиг. 35 ) из за увеличения времени заряда конденсатора 5 Прекрашние то с выхода эл - 40 мента 7 заряца привоцит к уменьшению падения напряжения на согласуюшем двухполюсуике 9 и бывший цо этого запертым транзистор 13 на этапе эаряпа конценсатора 5 открывается. Его открытое состояние поццерживается за счет

I» напряжения U причем О. =0 +О

»I бэ3 с », гце О - величина пацения йапряжения». на согласуюшем цвухполюснике 9, обусловленная протеканием через него тока

3 1018209 4 базы транзистора 13. Вслец за отпиранием транзистора 13 открывается выход инвертора 12, его выхоцное сопротивление становится малым (фиг. 38) и он шунтирует импульсный выход, снизив напряжение на нем цо нижнего логического уровня (фиг. Зъ). В схеме прототипа такой возможности фиксировать обрыв внешнего регулируюшего резистора нет.

На этапе заряда конценсатора 5 транзистор 13 и инвертор 12 запираются (фиг. ЗЬ), но при этом импульсный выход устройства шунтируется импульсным выхопом гистерезисного компаратора 1.

Таким образом, в течение всего времени, пока оборван внешний регулируюший ре» эистор 2, на импульсном выходе устройства поддерживается уровень логического «О" (фиг. З -).

Прототип при обрыве внешнего регулируюшего резистора продолжает работу на очень низкой частоте, и на его пилообразном,и импульсном выхоцах прь у ствует напряжение. Устройства, которые получают его выходные сигналы, также функционируют, но вследствие резкого снижения частоты по сравнению с номи. нальной, в них происходят сбои и необратимые отказы, В прецлагаемом генераторе повышение надежности достигнуто за счет шунтирования сигнала на импульсном выходе устройства, т.е. введении индикации обрыва. А так как обычно импульсное выходное напряжения генератора используется для стробирования и ыокировки аппаратуры, то такой информации, как его отсутствие, достаточно для запирания необходимых узлов и каскадов аппаратуры,которые могут выйти из строя или будут давать сбои при резком снижении частоты генерации, вызванной обрывом внешнего регулируюшего резистора.

Выполнение согласую.пего пвухполюсника по схеме на фиг. 2 позволяет осуществить не только инцикацию обрыва внешнего регулируюшего резистора, но и фиксировать увеличение его номинала сверх попустимой величины в процессе регулирования частоты генерации устройства.

1018209 алых K

% Ьи

Ин8

Составитель А. Горбачев

Репактор И. Митровка Техреду О.Неце Корректор С. Шекмер

Заказ 3559/52 Тираж 936 Поцписное

ВНИИПИ Госуцарственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„ц. 4/5

Филиал ПГ1П "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4