Автогенератор прямоугольного напряжения

 

АВТОГЕНЕРАТОР ПРЯМОУГОЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий дифференциальный операционный усилитель, нагруженный на основную последовательную цепь, состоящую из токозадающегорезистора и двух встречно-параллельно соединенных стабилит ронов, причем стабилитроны шунтируют первичную обмотку выходного трансформатора , входные вьшоды для подключения двухполярного источника пи- . тания, средний из которых соединен с одним из вьшодов указанной обмотки, а крайние подключены к питающим вью одам дифференциального операционного усилителя, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью уменьшения массы-и габаритов, а также упрощения и повышения надежности, в него введена дополнительная последовательная цепь из встречно-, параллельно соединенных стабилитронов и токозсдающего резистора, подключенная -параллельно основной после довательной .цепи, неинвертирующий вход дифференциального операционного усилителя подключен к общей точке токозадающего резистора и стабилитронов основной последовательной цепи, а инвертирующий вход его подключен к аналогичной точке дополнительной последовательной цепи.

СОНИ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК 1бР H 02 М 7/537

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PGK0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3588405/24-07 . (22) 11.05.83 (46) 30. 11 . 84. Вюл. У 44 ,(72) Г.Н.Кирюшин (71) Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. В.В.Куйбышева (53) 621.314.58(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У. 1042147., кл. Н 02 И 7/537, 1982.

2: Авторское свидетельство СССР

N9 !035757, кл. Н 02 М 7/537, 1982. .3. Авторское свидетельство СССР

В 1026256, кл. Н 02 М 7/837, 1982. (54) (57) АВТОГЕНЕРАТОР ПРЯМОУГОЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий дифференциальный .операционный усилитель, нагруженный на основную последовательную цепь, состоящую из токоэадающего резистора и двух встречно-параллельно соединенных стабилитронов, причем стабилитроны шунтируют . первичную обмотку выходного трансфор..SUÄÄ 1127058 А матора, входные выводы для подключения двухполярного источника пи- тания, средний из которых соединен с одним из выводов указанной обмотки, а крайние подключены к питающим выводам дифференциального операционного усилителя, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения массы .и габаритов, а также упрощения и повышения надежности, в него введена дополнительная последовательная цепь иэ встречно-, параллельно соединенных стабилитронов и токозадающего резистора, подключенная .параллельно основной последовательной цепи, неинвертирующий вход дифференциального операционного усилителя подключен к общей точке токозадающего резистора и стабилитронов основной последовательной цепи, а инвертирующий вход его подключен к аналогичной точке дополнительной последовательной цепи.

1127058

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для преобразования постоянного напряжения в переменное прямоугольной формы, снимаемое с вторичной обмотки выходного трансформатора, преимущественно в системах автоматики, например в индуктивных датчиках перемещения с подвижной частью магнито1провода укаэанного трансформатора. to

Известен автогенератор прямоугольного напряжения, в котором использованы дифференцчальные операционные усилители, причем на их выходе включены токозадающие резисто-15 ры, а цепь питания .соединена с однополярным выходом блока питания, при этом выходной трансформатор имеет дополнительную обмотку положительной обратной связи, обеспечивающие

20 лавинообразный характер переключения усилителей в автогенераторном режиме Я.

Недостатком таких автогенераторов является наличие на трансформаторе . дополнительных. обмоток положительной обратной связи, что увеличивает массу я габариты.

Известен автогенератор прямоуголь36 ного напряжения,в котором использова-. ны четыре дифференциальных операционных усилителя с .токозадающими резисторами, подключенными к выходу каждого из усилителей, и двумя двухполярными ограничителями, каждый из З5 которых включен через ограничивающие резисторы между выходами двух усилителей, инвертирующяе входы усилителей попарно объединены и подключены к первичной обмотке выходного . 4О трансформатора, шунтированной двухполярным ограничителем, неинвертирующие входы усилителей, объеди,ненные аналогичным образом, подклю.чены к другому двухполярному ограничителю (2 .

Такое соединение элементов в устройстве обеспечивает автогенерацию и кольцевую стабилизацию тока через двухполярные ограничители, благодаря чему достигается высокий коэффициент стабилизации частоты и амплитудй выходного напряжения f2) .

Однако такие автогенераторы слож- 55 ны яз-за большого числа дифференциальных операционных усилителей и прецизионных резисторов в их схеме.

Наиболее близким к предлагаемому является автогенератор прямоугольного напряжения, содержащий дифференциальный операционный усилитель, к выходу которого подключена основная последовательная цепь, состоящая из ограничивающего ток резистора и двух встречно-параллельно соединенных стабилитронов, шунтирующих первичную обмотку выходного трансформатора, неинвертирующий вход усилителя подключен к общей точке стабилитронов и указанного резистора и к одному из выводов обмотки первичной обмотки трансформатора, входные выводы для подключения источника питания, средний иэ которых соединен с выводом первичной обмотки, а.крайние подключены к питающим выводам

1дифференциального усилителя, и обмотку положительной обратной, castзи f3) .

Это устройство обладает относительно высокой стабильностью частоты и амплитуды выходного напряжения.

Недостатком известного устройства является. сложность конструкции (наля" чие дополнительной обмотки выходного трансформатора). Кроме того, стабильность его определяется стабиль" ностью параметров трансформатора, а дополнительная обмотка на трансформа" торе снижает надежность всего устройства в целом и увеличивает массу и габариты.

Цель изобретения — уменьшение мас" сы и габаритов, а также упрощение устройства и повышение его надежносТН °

Поставленная цель достигается тем, что в автогенератор прямоугольного напряжения, содержащий дифференциальный операционный усилитель, нагруженный на основную последовательную цепь, состоящую из токоэадающего резистора и двух. встречно-параллельно соединенных стабилитронов, Ъ причем стабялитроны шунтяруют первичную обмотку выходного трансформатора, входные выводы для подключения двухполярного источника питания, средний из которых соединен с одним из выводов указанной обмотки, а крайние подключены к питающим выводам дифференциального операционного усилителя, введена дополнительная последовательная цепь; состоящая из встречно"параллельно соединенных

1127058

Благодаря предлагаемому соединению элементов схемы автогенератора отпадает необходимость в дополнительной обмотке положительной об ратной связи на трансформаторе, что уменьшает его массу и габариты, упро" щает схему в целом и увеличивает надежность всего устройства. стабилитронов и токозадающего резистора, подключенная параллельно основной последовательной цепи, неинвертирующий вход указанного дифференциального операционного усилителя подключен к общей точке токоэадаю-, щего резистора и стабилитронов основной, : последовательной цепи, а инвертирующий вход его подключен к аналогичной точке дополнительной последовательной 1б цепи.

На чертеже представлена принципиальная схема автогенератора прямоугольного напряжения. устройство поцключено к источнику 15 питания 1, состоящему из двух последовательно соединенных источников постоянного напряжения. Крайние входные выводы устройства подключены к соответствующим питающим 2О выводам дифференциального опера" циойного усилителя 2, нагруженного на две последовательные цепи, основную и дополнительную, включенные параллельно между выходом усилителя и средним выводом источника питания.

Основная последовательная цепь состоит из токозадающего резистора 3

l и встречно-параллельно соединенных

30 стабилитронов 4. Стабилитроны- 4 шунтнруют подвижную обмотку выходного трансформатора 5, вторичная обмотка которого соединена с вы-. ходными выводами через -фипьтр 6.

Дополнительная последовательная цепь состоит из встречно-параллельно соединенных стабилитронов 7 и токоэадающего резистора 8. Инвертирующий вход усилителя 2 подключен к общей точке стабилитронов и токозадающего резистора дополнительной последовательной цепи, а неинвертирующий вход — к аналогичной .. точке основной последовательной цепи.

45 .Автогенератор работает следующим образом.При подключении напряжения питания/токи в последовательных цепях устанавливаются скачком, причем ток: основной цепи пропорционален напряжению стабилитронов 7 и,обратно пропорционален сопротивлению резистора 3. Ток дополнительной цепи пропорционален напряжению стабилитронов 4 н обратно пропорционален сопро тивлению резистора 8. Стабилизация. токов в последовательных цепях и напряжения на стабилитронах происхоцит по кольцевому принципу. После . окончания фронта выходного напряжения усилителя ток в первичной обмотке трансформатора нарастает экспоненциально только sa счет экспо" ненциального снижения тока через стабилитроны 4, при этом суммарный ток через резистор 3 постоянен. Поэтому, когда ток через первичную обмотку трансформатора равен току через резистор 3, стабилитрон 4 закрывается, что вызывает скачок ЭДС самоиндукции обратной полярности, скачкообразный реверс выходного напряжения усилителя, и описанный процесс повторяется. В результате к первичной обмотке выходного трансформатора будет приложено переменное напряжение прямоугольной формы высокостабильной частоты и амплитуды. В высокочастотных усилителях токоэадающие резисторы целесообразно шунтировать небольшой емкостью для улучшения фронтов прямоугольного выходного напряжения (на чертеже они показаны пунктиром) .

Благодаря кольцевому принципу стабилизации токов в последовательных цепях и напрупкений на стабилитронах предлагаемое устройство может, использоваться как источник высокостабильного опорного прямоуголь1ного напряжения для питания любых устройств, содерж.".щих трансформаторные четырехполюсники и многополюсннки, например для индуктивных датчиков перемещения.

1127058

Составитель В.Моин

Техред Т.Маточка Корректор А.Зимокосов

Редактор Л.Веселовская

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4

Эакаэ 8753/43 Тираж 666 Поднисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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