Генератор пилообразного напряжения

 

ГЕНЕРАТОР ПИЛООБРАЗНРГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий первый стабилизатор тока, включенный между шиной источника питания и потенциальной обкладкой конденсатора, параллельно которому подключен разрядньй элемент, второй стабилизатор тока, включенный между шиной источника питания и входом питания дифференциального усилителя, первый вход которого соединен с потенциальной обкладкой конденсатора, второй вход через резистор - с общей шиной генератора f первый коллекторный выход с управляющим входом разрядного элемента, отличающийся тем, что, с целью снижения токопотребления при одновременном повышении надежности генератора в работе , второй коллекторный выход дифференциального усилителя соединен (Л с вторым его входом.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУбЛИК (l 9) (11) 4(5)) Н 03 К 4/50

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3573385/24-21

„(22) 06.04.83 (46) 07.07.85. Бюл. № 25 (72) В.Г, Алексеев, M.Â. Капитонов, К.П. Полянин и Е .И. Старченко (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) (53) 621 . 3 74 (088 . 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 10!8209, кл. Н 03 К 4/50, 14.01.82.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1018208, кл. Н 03 К 4/50, 1982. (54) (57) ГЕНЕРАТОР ПИЛООБРАЗНОГО

НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий первый стабилизатор тока, включенный между шиной источника питания и потенциальной обкладкой конденсатора, параллельно которому подключен разрядный элемент, второй стабилизатор тока, включенный между шиной источника литания и входом питания дифференциального усилителя, первый вход которого соединен с потенциальной обкладкой конденсатора, второй вход через резистор — с общей шиной генератора, первый коллекторный выход с управляющим входом разрядного элемента, отличающийся тем, что, с целью снижения токопотребления при одновременном повышении надежности генератора в работе, второй коллекторный выход дифференциального усилителя соединен с вторым его входом.

1166282

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, в устройствах автоматики.

Цель изобретения — снижение токопотребления при одновременном повышении надежности устройства в работе.

На чертеже приведена принципи.альная электрическая схема генерато1О ра пилообразного напряжения.

Устройство содержит первый ста— билизатор 1 тока, включенный между шиной 2 источника питания и потенциальной обкладкой конденсатора 3, параллельно которому подключен разрядный элемент 4, второй стабилизатор 5 тока, включенный между ши- . ной 2 источника питания и входом питания дифференциального усилителя

6, первый вход которого соединен с потенциальной обкладкой конденсатора 3, второй вход через резистор

7 — с общей шиной устройства, первый коллекторный выход — с управляющим

25 входом разрядного элемента 4, второй коллекторный выход дифференциального усилителя соединен с вторым его входом.

Первый стабилизатор 1 тока выпол-. нен на транзисторах 8 и 9, резисторе 10, второй стабилизатор 5 тока— на транзисторах 11 и 12, резисторе

13, дифференциальный усилитель — на транзисторах 14 и 15.

Устройство работает следующим 35 образом.

Пусть в начальный момент времени конденсатор 3 разряжен, поэтому в базовой цепи транзистора 15 появляется ток, транзистор 15 начинает открываться и ток его коллектора вызывает приращение напряжения на резисторе 7, что влечет за собой запирание транзистора 14 и элемента

4. Весь ток генератора тока 1 на о транзисторах 12 и 11 и резисторе 13 течет через транзистор 15 и создает на резисторе ? падение напряжения

:IJ=l R, где — сопротивление резистора 7, Конденсатор 3 начинает заряжаться стабильным током 1 с выхода стабилизатора 1 тока. Напряжение на потенциальной обкладке конденсатора

3 в этом случае нарастает по линейному закону. Как только напряжение на конденсаторе 3 превышает напряжение 11> появляется базовый ток транзистора 14, В цепи коллектора транзистора 14 появляется ток, что вызывает уменьшение тока коллектора транзистора 15, соответственно уменьшение падения напряжения на резисторе 7 и еще большее отпирание транзистора 15. Транзистор 15 полностью

1 закрывается, и весь ток 1О начинает протекать через транзистор 14. Транзистор разрядного элемента 4 открывается, и конденсатор 3 начинает разряжаться по экспоненциальному закону.

В этом время падение напряжения

60> на резисторе 7 обуславливается протеканием базового тока транзистора l5 - и равно

U E (I

С23

Следовательно, при известном напряжении Е„ амплитуда пилообразного напряжения определяется практически только отношением резисторов 13 и 7, которое даже в случае

"пинч"-резисторов (при изготовлении

ГПН по интегральной технологии) "о

"8я. 1 7 - ° ("И где — коэффициент усиления по току транзистора 14 в схеме с общим эмиттером.

Очевидно, что 0 > > Ь U таким образом напряжение ь0 определяет нижний уровень переключения транзисторов 14. и 15 дифференциального усилителя 6.

Как только напряжение на конденсаторе 3 в процессе разряда становится ниже напряжения gU<, падение напряжения на резисторе 7 увеличива-, ется, транзистор 14, а значит, и транзистор разрядного элемента закрываются, открывается транзистор 14 и процесс заряда конденсатора 3 повторяется.

Размах пилообразного напряжения

Ощ определяется из выражения

Um=U -ь т=1.IIz(<- ). (g)

Если учесть, что i 1, где Еп— ! Г . напряжение источника питайия, сопротивление резистора 13, то выражение .(1) можно представить в виде

1166282

T=-»T

3 Р тания, (4) Составитель А. Горбачев

Редактор О.Бугир Техред Т.Фанта Корр ектор Е .Сир охман

Заказ 4321/52

Тираж 872 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 можно выдержать с точностью до 1Х.

Таким образом, площадь, занимаемую этими резисторами на подложке, можно значительно уменьшить.

Период колебаний предлагаемого

ГПН где Т вЂ” время заряда конденсатора 3 до напряжения 0»

Tp — время разряда конденсатора

3 до напряжения 60 .

Коэффициент усиления по току транзистора элемента 4 достаточно высок (P> 100), поэтому током транзистор вводится в глубокое насыщеннее, и ток разряда о много больше тока заряда 1 . Время заряда и разряда и конденсатора 3 определяется

U„c 0

Т = —. 1 = —, (3) где C - емкость конденсатора 3.

Очевидно, что в этом случае выполняется .Условие Тр с< Г поэтому Та.Т .

В свою очередь где R " сопротивление резистора 10, ю

Подставив выражение (2) и (4) в (3), получим т.е. период колебаний очень слабо зависит от напряжения источника пиТаким образом, в схеме устрбйстЬа реализуется интеграция фуйкций элементов, входящих в состав генератора.

Транзисторы дифференциального усилителя 6 выполняют не только функцию сравнения напряжения, приложенного к его входам, но формируют верхний и нижний уровни сравнения совместно с резистором 7 (в известном устройстве для целей формирования верхнего и нижнего уровней напряжений на конденсаторе используется коммутируемый делитель напряжения). Следовательно, снижается токопотребле«ние за счет устранения тока делителя и цепей управления коммутирующих транзисторов, а также уменьшается площадь, занимаемая элементами на подложке в случае .изготовления генератора по интегральной технологии, за счет чего повышается на30 дежность его работы.

I Преимущества предлагаемого ГПН перед известным достигнуты без ухудшения других его параметров.