Генератор напряжения ступенчатой формы
ГЕНЕРАТОР НАПРЯЖЕНИЯ СТУПЕНЧАТОЙ ФОРМЫ по авт. св. № 1П29191, отличающийся тем, что, с целью расширения класса генерируемых напряжений за счет получения импульсов напряжения прямоугольной формы, он содержит дополнительный коммутатор, третий ключ, механически связанный подвижным контактом с подвижными контактами сдвоенного ключа , и последовательно включенные делитель напряжения и дополнительный компаратор, другой вход которого подключен к выходу первого интегратора , а выход соединен с управляющим входом дополнительного коммутатора, информационный выход которого является вторым выходом генератора, а информащюнные входы подключены к паре неподвижных кон3 тактов третьего ключа, подсоединенного подвижным контактом к выходу сумматора.
СООЭ СОВЕТСНИХ
РЕСПУБЛИН (19) И1) ЗЮ11 G 06 G 7/26
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1029191 (21) 3610591/24-24 (22) 24.06.83 (46) 15.09.84. Бюл. Н 34 (72) В.и. Козлин .(71) Научно-исследовательский институт санитарной техники и оборудования зданий и сооружений (53) 681.3 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
"У 1029191, кл. G 06 G 7/26, 1982 (прототип) . (54) (57) ГЕНЕРАТОР НАПРЯЖЕНИЯ СТУПЕНЧАТОЙ ФОРМЫ по авт. св. У 1029191, отличающийся тем, что, с целью расширения класса генерируемых напряжений за счет получения импульсов напряжения прямоугольной формы, он содержит дополнительный коммутатор, третий ключ, механически связанный подвижным контактом с подвижными контактами сдвоенного ключа, и последовательно включенные делитель напряжения и дополнительный компаратор,.другой вход которого подключен к выходу первого интегратора, а выход соединен с управляющим входом дополнительного коммутатора, информационный выход которого является вторым выходом генератора, а информационные входы подключены к паре неподвижных контактов третьего ключа, подсоединенного подвижным контактом к выходу сумматора.
1 1113814 3
Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.
По основному авт. св . Ф 1029191 известен генератор напряжения ступенчатой формы, содержащий первый интегратор, выполненный на последовательно соединенных масштабном резисторе и операционном усилителе с разрядным конденсатором в цепи обратной связи, выход первого интег- 10 ратора подключен к информационному входу коммутатора, последовательно соединенные инвертор и второй интегратор, сдвоенный ключ, компаратор, сумматор и источник постоянного напряжения, причем выход первого интегратора подключен к первому входу компаратора и первому входу сумматора, выход которого является выходом генератора, а его второй вход соединен с выходом второго интегратора, выход компаратора соединен с управляющим входом коммутатора, выходы которого подключены к первой паре неподвижных контактов сдвоен- 25 ного ключа, первый. подвижный контакт которого соединен с входом операционного усилителя первого интегратора, вторая пара неподвижных контактов сдвоенного ключа подключе- З0 на к выходам источника положительной и отрицательной полярности постоянного напряжения, второй подвижной контакт сдвоенного ключа соединен с входом интегратора, вторым входом компаратора и входом инвертора (1) .
Недостатком известного генератора является сравнительно узкий класс генерируемых напряжений.
Цель изобретения - расширение класса генерируемых напряжений за счет получения импульсов напряжения прямоугольной формы.
55
Поставленная цель достигается 45 тем, что генератор напряжения ступенчатой формы содержит дополнительный коммутатор, третий ключ, механически связанный подвижным контактом с подвижными контактами сдвоенного клю-50 ча, и последовательно включенные делитель напряжения и дополнительный компаратор, другой вход которого подключен к выходу первого интегратора, а выход соединен с управляющим входом дополнительного коммутатора, информационный выход которого является вторым выходом генератора, а информационные входы подключены к паре неподвижных контактов третьего ключа, подсоединенного подвижным контактом к выходу сумматора.
На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого генератора, на фиг. 2 и 3 — временные диаграммы, поясняющие его работу.
Генератор напряжения ступенчатой формы содержит (фиг. 1) источник 1 напряжения постоянного тока, трехполюсный переключатель 2, первый интегратор 3, первый компаратор 4, инвертор 5, второй интегратор 6, сумматор 7, двухпоэиционное реле 8 второго коммутатора 9, размыкающий контакт 11 поляризованного реле 8, двухпозиционное поляризованное реле 12 с замыкающим 13 и размыкающим 14 контактами.
Генератор напряжения ступенчатой формы работает следующим образом.
На вход первого интегратора 3, инвертора 5, делителя 16 напряжения и на второй вход компаратора
4 подается положительное напряжение
U g от источника постоянного напряжения (фиг. 2а). Напряжение на входе компаратора 4 и напряжение
U> на выходе делителя 16 напряжения вызывают срабатывание поляризованных реле 12, которое размыкает контакт
13, включенный через тройной переключатель 2 параллельно разрядному конденсатору в цепи обратной связи
1 операционного усилителя интегратора 3.
Поляризованное реле 8 замыкает контакт 10, соединяющий через тройной переключатель выход генератора с выходом сумматора 7. С выхода инвертора 5 на вход интегратора 6 поступает напряжение П = -US| ° На выходах интеграторов 3 и 6 одновременно возникают соответственно линей но убывающее U1 и линейно нарастаю:щее U> напряжения (фиг. 2 f и фиг. фиг. 2 5 ) с одинаковым углом наклона, так как коэффициенты передачи интеграторов равны
1 и (1)
Напряжение U с выхода интегратора 3 поступает на первый вход компаратора 4 и второй вход ком-. паратора 17 с полярностью, противоположной напряжениям Ug u U . Суммарное напряжение на входах ком113814
При этом на выходе генератора значение напряжения П ы» .= 0 не изменится. При t 1Т напряжение U ( на выходе интегратора 3 скачком ста5 нет равным нулю (фиг. 2 В ). При этом полярность напряжения на выходе компаратора 17 скачком изменится на первоначальную, и реле 8 замкнет контакт 10. На выходе генера10 тора скачком появится первый импульс (фиг. 2е и . ). Суммарное нап ряжение U уменьшается и при .t = „поляризованное реле 8 снова разомкнет контакт 10 и т.д.
15 Начало каждого импульса на.выходе генератора совпадает с началом ступеней напряжения U4 на выходе сумматора 7 (фиг. 2 1,.q и 6 ) . Величина импульса
ПЬы» л 04 (15)
Подставляя равенство (15) в (8), получим
Ut) UB» + U) (2)
Учитывая, что U „= О, U» = -Бу. 3) где и О, 1, 2, "Л . — число периодов изменения напряжения U (фиг.26) . 25
Подставив равенство (4) и (3), получим
Кп UB» Т 1 В, (5) откуда
Т 30 к„
Отрицательное пилообразное напряжение U< с выхода интегратора 3 и положительное линейно нарастающее напряжение U (фиг. 2 о и 6 ) с вы35 хода интегратора 6 поступают на первый и второй входы сумматора 7, На выходе сумматора 7 в периоды времени tT, 2Т, ... nT формируются полки ступеней напряжения Щ (фиг. 2 ) 40
U4 = -(П + US) = 1 S» Кп 1"—
t nt
-UBK„)dt = -ЦФ„K„пТ (7) о
Подставив равенство (6) в (7), 45 получим б» и (8)
До момента времени t контакт 10 поляризованного реле 8 замкнут.
Поскольку на выходе сумматора 7 напряжение U4 = О, то на выходе генератора напряжение Ь»„,„ =- О.
В момент времени t = t на входе компаратора 17 суммарное напряжение U<< = О. При этом на выходе компаратора 17 скачком изменится полярность напряжения, и поляризованное реле 8 разомкнет контакт 10. (13) (14) 3 1 паратора 4 уменьшается и при UK = О на выходе его скачком изменится полярность напряжения. При этом контакт 13.поляризованного реле 12 замыкает накоротко цепь обратной связи интегратора 15, а конденсатор
: его разрядится скачком, так как постоянная времени оазряда Т = RC =О, ибо в цепи замкнутого контакта 13 сопротивление R = О.
При этом напряжение U< на выходе интегратора 3 скачком станет равным нулю, на выходе компаратора
4 скачком изменится-полярность напряжения на первоначальную, реле 12 разомкнет контакт 13, а на выходе интегратора 3 снова появится линейно убывающее напряжение U ) и т.д. (фиг. 26) "ьы»н = Ubah (16)
Суммарное напряжение U на входе компаратора 17
U „= U + U„(9)
U-< =4-0р,r (10) где — коэффициент передачи делителя напряжения 16
nt+Eq
U4 = -К UB> $ dt = -KnUB„T> (11)
nt. где Т вЂ” длительность импульса на и t выходе генератора.
Подставляя равенства (10) и (11) в (9), получим . 0 » Кп11вх Т п
Учитывая, что при t =- t
О, = О (фиг. 2q)
Кь.1 у,.Тн = »- Пр, а
Т и
Подставляя равенство (14) в (6), получим
Т„= АТ (15)
Коэффициент передачи делителя
04ñ А (f.
При а = 1 получим максимальное значение длительности импульса (16)
При этом на выходе генератора формир11ется ступенчатое напряжение.
Таким образом, на выходе генератора могут формироваться как импульсы напряжения прямоугольной формы, так и ступенчатое напряжение с крутым фронтом ступеней. Высота импульсов и ступеней согласно
1113814
t
a)
Составитель А. Маслов
®ие.З
Техред И.Асталош Корректор 6. Макаренко
5 рц, g
Редактор М. Келемеш
Заказ бб21/41 Тираж 698 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 зависимости (15) регулируется только изменением величины входного сигнала Ug„ ° Период повторения импульсов и длительность ступеней регулируется только изменением коэффициента передачи интеграторов (6). Длительность импульсов регулируется изменением коэффициента передачи делителя напряжения (15) при фиксированном значении периода повторения импульсов. Для изменения направления импульсов или ступеней той же полярности с момента времени (фиг. 3) или получения импульсов (ступеней) противоположной полярности с момента запуска генератора достаточно трехполюсным ,переключателем 2 изменить полярность напряжения U1I„ . При этом одновременно меняются функцией контакты
13, 14 и 10, 11.
При необходимости получения одновременно как импульсов, так и ступеней напряжения достаточно воспользоваться выходом генератора и выходом сумматора 7.
Предлагаемый генератор имеет дна чительно шире функциональные возмож ности, высокую точность выполнения дополнительных функций при сохранении простоты, что и определяет его технико-экономический эффект.
