Генератор трапецеидального напряжения

 

Изобретение относится к импульсной технике. Может использоваться в устройствах формирования напряжения сложной формы. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей , достигается путем обеспечения независимой электронной регулировки длительности верпмны трапецеидального импульса и паузы между импульсами, крутизны фронта и спада, а также уровня плоской вершины и ос- .нования импульса. Генератор содержит конденсатор 1, ключи 2 и 8, повторитель 3 напряжения, компараторы 4 и 9, резисторы 5 и 7, усилитель 6,шины 15,16,17 и 18. Для достижения поставленной цели в генератор введены ключи 10 и 11, элементы 12 и 13 формирования импульсов регулируемой длительности, RS-триггер 14. Вариант вьтолнения генератора по пунктам 2 и 3 формулы изобретения приводится на чертеже в описании изoбpeteния. В генераторе обеспечивается также возможность начала формирования импульсов с заданного уровня и формирование имггульсов как трапецеидальной,так и пилообразной, и треугольной формы. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. о « (Л IS tc 4; Z 00 СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECIlYEiËÈH (SII 4 Н 03 К 4/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ импульсами, крутизны фронта и спада, а также уровня плоской вершины и основания импульса. Генератор содержит конденсатор 1, ключи 2 и 8, повторитель 3 напряжения, компараторы 4 и 9, резисторы 5 и 7, усилитель б,шины

15,16,17 и 18. Для достижения поставленной цели в генератор введены ключи 10 и 11 элементы 12 и 13 формирования импульсов регулируемой длительности, RS-триггер 14. Вариант выполнения генератора по пунктам 2 и 3 формулы изобретения приводится на чертеже в описании изобретения. В . генераторе обеспечивается также возможность начала формирования импульсов с заданного уровня и формирование импульсов как трапецеидальной,так и пилообразной, и треугольной формы.

2 з,п. ф-лы, 3 ил.

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3802015/24-21 (22) 18. 10.84 (46) 30.06.86. oton. У 24 (72) Г.Г.Фризен (53) 681.381(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

II 953706, кл. Н 03 К 4/08, 1981.

Авторское свидетельство СССР

У 811492, кл. Н 03 К 4/06, 1978. (54) ГЕНЕРАТОР ТРАПЕЦЕИДАЛЬНОГО

НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к импульсной технике. Может использоваться в устройствах формирования напряжения сложной формы. Цель изобретения— расширение функциональных возможностей, достигается путем обеспечения независимой электронной регулировки длительности плосисой вершины трапецеидального импульса и паузы между

„„SU„„1241435 А 1

1 I/4 !!зобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах формирования напряжений сложной формы.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения независимой электронной регулировки длительности плоской вершины трапецеидального импульса и паузы между импульсами, крутизны фронта и спада, уровней . плоской вершины и основания импуль- . са.

Кроме того, устройство обеспечивает начало формирования импульсов с заданного уровня и формирование импульсов как трапецеидальной,так и пилообразной, и треугольной формы.

На фиг. -1 приведена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 — структурная электрическая .схема устройства с расширением функциональных возможностей, вариант;

У на фиг. 3 вЂ, эпюры, поясняющие работу устройства.

Генератор трапецеидального напряжения содержит конденсатор 1,одна обкладка которого соединена с общей шиной устройства, другая обкладка— с выходом первого ключа 2 и с входом .повторителя 3 напряжения, выход" которого соединен с первым входом первого компаратора 4 и через первый резистор 5 — с неинвертирующим входом усилителя 6, выход которого через второй резистор 7 соединен с другой е обкладкой конденсатора 1, второй ключ 8, второй компаратор 9, третий и четвертый ключи 10 и 11 первый и второй элементы 12 и 13 формирова ния импульсов регулируемой длительности, RS-триггер 14, S -и R-входы которого соединены с выходами первого и второго компараторов 4 и 9 со- ответственно, прямой выход его соединен с управляющим входом второго ключа 8 и через первый .элемент 12 формирования импульсов регулируемой длительности — с управляющим входом первого ключа 2, а инверсный выход подключен к управляющему входу трегьего ключа 10 и .через второй элемент 13 формирования импульсов регулируемой длительности — к управляющему входу четвертого ключа 11, при этом входы первого и четвертого ключей 2 и 11, второй. вход первого и первый вход второго компараторов

4 и 9 подключены к шинам 1S и 16! 43 ) 2 верхнего и нижнего уровней постоянного напряжения соответственно, причем выход четвертого ключа 11 соединен со входом повторителя 3 напряжения,выход которого подключен к второму входу второго компаратора 9, входы второго и третьего ключей 8 и 10 подключены соо1 ветственно к шинам 17 и 18 источников положительного и отрицательного напряжений, а выходы . к инвертирующему вхоДу уси1

10 лителя б. В него введены также шины 19 и 20 установки верхнего и нижнего начальных напряжений, первый и второй элементы ИЛИ 21 и 22,выходы которых подключены сдответственно к управляющим входам первого 2 и

Ф четвертого 11 ключей, а первые входы — к выходам: первого и второго элементов 12 и 13 формирования импульсов регулируемой длительности, при этом шина 19 установки верхнего

20 уровня начального напряжения соединена с вторым входом первого элемента ИЛИ 21 и с S-входом RS-триггера 14, а шина 20 установки .нижнего уровня . начального напряжения — с вторым входом второго элемента ИЛИ 22 и с

R-входом RS-триггера 14.

Кроме того, в него введен двухполюсный .трехпоэиционный переключатель 23, подвижный контакт первого полюса которого соединен с прямым выходом КБ-триггера 14, первый непод-: вижный контакт первого полюса подЗ5 ключен к входу первого элемента 12 формирования импульсов регулируемой длительности, третий неподвижный контакт первого полюса — к третьему входу второго элемента ИЛИ 22, при этом .подвижный контакт второго полюса подключен к инверсному выходу

RS-триггера 14, а первый неподвижный

-контакт второго полюса — к входу второго элемента 13 формирования импульсов регулируемой длительности.

Генератор трапец6идального напряжения работает следующим образом.

Усилитель б совместно с резисто- ром 7, конденсатором 1 и повторите-.

50 лем 3 образует интегратор, напряжение на выходе которого линейно растет при подаче на вход постоянного отрицательного напряжения и линейно падает при подаче на вход постоянно>> го положительного напряжения.

Для формирования трапецеидального напряжения переключатель 23 устанав" ливается в первое положение. В исход-, \

3 1?4 ном положении на второй вход элемента ИЛИ 22 и на К-.вход триггера 14 . подано напряжение начальной установки нижнего уровня. напряжения U

При этом конденсатор 1 заряжается через замкнутый ключ 11 до напря— жения нижнего уровня Uö, à RS-триггер 14 устанавливается в нулевое состояние. Сигнал логической единицы" с инверсного выхода RS-триггера

14 замыкает ключ 10, который подключает вход усилителя 6 к шине 18 источника отрицательного напряжения U.Напряжение на выходе генератора должно линейно расти, но это не происходит, пока замкнут ключ 11.

После снятия напряжения цч,t в момент времени t (см. фиг. 3) ключ

11 размыкается и напряжение на выходе генератора начинает линейно расти (фиг. Зц). В момент времени t,когда выходное напряжение становится равным напряжению верхнего уровня U>, срабатывает компаратор 4 и устанавливает RS-триггер 14 в единичное состояние (фиг. 3 ). При этом ключ 10 .размыкается, а ключ 8 замыкается и подключает вход усилителя 6 к шине

17 источника положительного напряже- ния +U (фиг. 3 3) .Напряжение на выходе генератора должно линейно па.дать, но его значение поддерживается на уровне У так как ключ 2 открыт сигналом с элемента 12 (фиг. 32),который запускается сигналом логической единицы с прямого выхода RS-триггера 14.

В момент времени t после оконча-3 ния импульса на выходе элемента 12 ключ 2 размыкается и напряжение на .выходе генератора линейно падает.

В момент времени t, когда выходное напряжение становится равным напряжению нижнего уровня U, срабатывает компаратор 9 и устанавливает RS-триггер 14 в нулевое. состояние.

При этом ключ 8 размыкается, а ключ 10 замыкается и подключает вход усилителя 6 к шине источника отрицательного напряжения -U . Одновременно сигнал логической "единицы" с инверсного выхода RS-триггера 14 запускает элемент 13 (фиг. 3 ), выходной импульс которого замыкает ключ 11, .поддерживающий на выходе генератора напряжение нижнего уровня U>.. В момент времени t после окончания импульса на выходе элемента 13 ключ, 11 размыкается, напряжение на выходе

1435 4. 8 или 10 замыкается. Конденсатор 1

30 через усилитель 6 и резистор 7 перезаряжается до другого уровня напряжения. В результате на конденсаторе

1 и выходе генератора формируется треугольное напряжение.

Для формирования пилообразного напряжения переключатель 23 устанавливается в третье положение. При этом ключ 2 постоянйо разомкнут (после снятия напряжения установки верхнего начального уровня), а ключ 11 управляется RS-триггером 14 через логический элемент ИЛИ 22.

В момент равенства напряжения на конденсаторе 1 напряжению верхнего уровня U> срабатывает компаратор 4.

Он устанавливает триггер 14 в единичное состояние. Ключ 11 открывается, 50

5

1О

25 генератора линейно растет. Далее все процессы в схеме повторяются.

На выход генератора поступает последовательность трапецеидальных импульсов. Нижний уровень трапеции равен напряжению шины 16, верхний уровень — напряжению шины 15. Крутизна фронта и спада импульсов определяется соответственно величинами шины

18 источников отрицательного -U и шины 17 положительного +У напряжений, а.также величиной. коэффициента передачи усилителя 6, величинами резистора 7 и конденсатора 1. Длительности верхнего и нижнего оснований трапеции равны длительностям выходных импульсов элементов 12 и 13 соответственно.

Для формирования треугольного напряжения переключатель 23 устанавливается во второе положение.

При этом ключи 2 и 11 после снятия начальных напряжений установки постоянно разомкнуты. В момент равенства напряжения на конденсаторе 1 напряжению верхнего U или нижнего

U„ уровней срабатывает компаратор 4 .или 9 соответственно. Состояние RSтриггера изменяется, один из ключей и конденсатор 1 быстро разряжается до уровня U>. После этого срабатывает компаратор 9 и устанавливает на выходе, Ц триггера 14 нулевой уровень.

Ключ 11 закрывается, и конденсатор 1 начинает перезаряжаться до уровня

U .Òàêèì образом, на выходе генерато- ра формируется напряжение пилообраз-, ной формы.

Предлагаемый генератор позволяет формировать напряжения трапецеидаль124 14 35 ной, треугольной и пилообразной формы. Причем формирование напряжения может начинаться как с нижнего,так и с верхнего уровней. Кроме того,возможна независимая регулировка всех параметров выходного напряжения.

Формула -изобретения

1. Генератор трапецеидального напряжения, содержащий конденсатор,одна обкладка которого соединена с общей шиной устройства, другая обклад" ка — с выходом первого ключа и с !5 входом повторителя напряжения, выход .которого соединен с первым входом первого компаратора и через первый резистор с неинвертирующим входом усилителя, выход которого соединен 2б через второй резистор с другой обкладкой конденсатора, второй ключ, второй компаратор, о т л и ч а— ю шийся тем,что, с цельЬ расширения функциональных воэможностей, ». в него введены третий и четвертый ключи, первый и второй элементы формирования импульсов регулируемой длительности, RS-триггер, S-и К-вхо. ды которого соединены соответственно с выходами первого и второго компара- . торов, прямой его выход соединен с управляющим входом второго ключа и ,через первый элемент формирования им-. пульсов регулируемой длительности —, 35 с управляющим входом первого ключа, а инверсный выход подключен к управляющему входу третьего ключа и через второй элемент формирования импульсов регулируемой длительности - к - управляющему входу четвертого ключа, при этом вход первого и. четвертого ключей, второй вход первого и первый вход второго компараторов подключены к шинам верхнего и нижнего уровней постоянного напряжения соответственно, причем выход четвертого ключа соединен с входом повторителя напряжения, выход которого подключен к второму входу второго компаратора, входы второго и третьего ключей подключены соответственно к шинам источника положительного и отрицательного напряжений, а выходы — к инвертирующему входу усилителя.

2. Генератор по 1, о т л и ч а— ю шийся тем,что в него введены шины установки верхнего и нижнего начальных напряжений, первый и второй элементы ИЛИ, выходы которых подключены соответственно к управляющим входам первого и четвертого ключей, а первые входы — к выходам первого и второго элементов формирования импульсов регулируемой длительности, при этом шина установки верхнего уровня начального напряжения соединена с вторым входом первого элемента ИЛИ и S-входом RS-триггера, а шина установки нижнего уровня начального напряжения — с вторым входс>м второго элемента ИЛИ и с

R-входом RS-триггера.

3. Генератор по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю шийся тем,что в негс, введен двухполюсный трехпозиционный переключатель, подвижный контакт первого полюса которого соединен с прямым выходом RS-триггера, первый неподвижный контакт первого полюса подключен к входу первого элемента формирования импульсов регулируемой длительности, третий неподвижный контакт первого полюса - к третьему входу второго элемента ИЛИ, при этом прдвижный контакт второго полюса подключен к инверсному выходу RS-триггера, а первый неподвижный контакт второго полюса — к входу второго элемента формирования импульса регулируемой длительности.

ИВ

0 Н бг г

ul3 д t

Составитель А.Горбачев

Редактор М.Недолуженко Техред Л.Олейник Корректор Е.Сирохман

Закаэ 3612/54 . . Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий.

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

У е

Проиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4