Генератор импульсов тока

 

Изобретение может быть использовано в аналоговых устройствах автоматики , радиотехники. Генератор импульсов тока содержит операционный усилитель 6, делитель напряжения на резисторах 4, 5, RC - цепь из конденсатора 1 и резистора 2, двусторонний стабилитрон 3, повторитель 8 напряжения и нагрузку 7. Генератор имеет стабильную амплитуду импульсов тока. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) 01) (51)4 Н 03 К 3 023

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТИЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ЮТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4107558/24-21 (22) 18.08.86 (46) 23.07.88. Бюл. Р 27 (72) Н.Г.Жегалин, М.И.Литвинов, С.А.Исаков и И.И.Воропаева (53) 621„,318 (088.8) (56) Проектирование и применение операционных усилителей. Под ред.

Д.Грэма, Дж.Тоби, П.Хьюсмана (пер. с англ.). М.: Мир, 1974, с. 405, Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах.

Л.: Энергия, 1980, с.170. (54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ТОКА (57) Изобретение может быть использовано в аналоговых устройствах автоматики, радиотехники. Генератор импульсов тока содержит операционный усилитель 6, делитель напряжения на резисторах 4, 5, RC — цепь из конденсатора 1 и резистора 2, двусторонний стабилитрон 3, Повторитель 8 напряжения и нагрузку 7. Генератор имеет стабильную амплитуду импульсов тока. 2 ил.

1411928

Изобретение относится к электронным схемам общего назначения и предназначено для использования в измерительной технике в качестве источни5 ка питания индуктивных датчиков, а также может быть использовано в аналоговых устройствах автоматики, радиотехники, вычислительной и медицинской техники. 10

Цель изобретения — стабилизация

1 амплитуды прямоугольных импульсов тока.

На фиг. 1 дана схема предлагаемого генератора; на фиг, 2 — времен- 15 ные дИаграммы, поясняющие его работу.

Генератор содержит последовательную RC — цепь на конденсаторе 1 и резисторе 2, двусторонний .стабилитрон 3, делитель напряжения на резис- 20 торах 4 и 5, операционный усилитель (ОУ) 6, сопротивление нагрузки 7 повторитель 8 напряжения.

Работа генератора основана на непрерывном действии отрицательной свя- 25 зи (ООС) и периодическом прерывании превосходящей ее положительной обратной связи (ПОС), которое происходит при открывании стабилитрона, напряжение которого одновременно использу- 30 ется в качестве опорного для стабилизации тока нагрузки. Временная диаграмма (фиг.2) иллюстрирует процессы, происходящие в схеме: а — напряжение на выходе ОУ (сплошная линия) и напряжение на втором выводе нагрузки (пунктирная линия); б — дифференциальное напряжение между входами

ОУ; в — напряжение на неинвертирующем входе (сплошная линия) и на инверти- 40 рующем входе ОУ (пунктирная линия); г - ток стабилитрона 3 (сплошная линия) и напряжение на конденсаторе

1 (пунктирная линия); д - ток нагрузки (сплошная линия) и сопротивление нагрузки (пунктирная линия).

Напряжение с второго вывода сопротивления нагрузки 7 передается на неинвертирующий вход ОУ 6 через делитель напряжения на резистрах 4 и 5 с ослаблением, равным коэффициенту деления этого делителя, а на неинвертирующий вход изменения того же напряжения передаются через повторитель напряжения и последовательную RC— цепь без ослабления благодаря тому, что, ток входа ОУ 6 и ток закрытого стабилитрона 3 равны нулю и падение напряжения на RC — цепи отсутствует.

В результате преобладания IIOC над

ООС изменение выходного напряжения передается на входы ОУ б и увеличивает вызвавшее его дифференциальное входное напряжение. Эти напряжения взаимно увеличивают одно другое до тех пор, пока напряжение на неинвертирующем входе не перестанет возрастать, достигнув в момент времени tz уровня напряжения стабилизации стабилитрона 3. В этот момент прерывается действие ПОС.

Напряжение на выходе ОУ 6 продолжает возрастать до тех пор, пока напряжение на инвертирующем входе не сравняется с напряжением на неинвертирующем (в момент времени t3 ), после чего схема переходит в режим стабилизации тока нагрузки 7. Значение этого тока за счет токовой ООС поддерживается на уровне, заданном напряжением стабилизации стабилитро на Vcr, которое используется как опорное, и сопротивлением R резистора 5, который служит датчиком тока.

Ток этого резистора равен току нагрузки благодаря нулевым значениям входных токов повторителя напряжения и ОУ 6. Поддерживая на этом резисторе напряжение, равное опорному, ОУ тем самым стабилизирует значение тока через этот резистор и через сопротивление нагрузки. В случае изменения сопротивления нагрузки 7 происходит изменение напряжения инвертирующего входа, которое ОУ компенсирует изменением выходного напряжения, которое вновь выравнивает потенциалы на его входах. При этом изменение выходного напряжения оказывается пропорциональным изменению сопротивления нагрузки 7, и ток нагрузки остается неизменным и равным

Vcr

I н

Значение тока, протекающего через стабилитрон 3, задается RC — цепью.

Напряжение на RC - цепи равно падению напряжения на резисторе 4 и стабилизировано за счет стабилизации мока нагрузки 7, В момент времени t> конденсатор 1 не заряжен и все это напряжение полностью прикладывается к резистору 2. Ток стабилитрона 3 принимает максимальное значение, 928 изменным. з 1411 после чегo убывает по экспоненциальному закону по мере заряда конденсатора и уменьшения напряжения на резисторе 2. В момент времени t ток

5 стабилитрона уменьшается до значения минимального тока стабилизации V . с,мин рабочая точка переходит с вертикального на горизонтальный участок вольт— амперной характеристики стабилитрона, 10 напряжение на стабилитроне начинает уменьшаться. Уменьшение напряжения на неинвертирующем входе ОУ 6 вызывает уменьшение его напряжения, тока нагрузки и напряжения на RC — цепи, 15 что еще более ускоряет уменьшение напряжения на стабилитроне и снижение его тока до нуля. Восстанавливается действие ПОС, причем в тот момент, когда глубина ПОС превышает глубину

ООС, процесс уменьшения выходного напряжения ОУ 6 приобретает лавинообразный характер и между входами ОУ 6 начинает увеличиваться дифференциальное напряжение ° 25

Когда выходное напряжение уменьшается до нуля, напряжение, до которого успел зарядиться конденсатор 1, оказывается приложенным между входами ОУ. Это вызывает смену полярности выходного напряжения и возрастание его значения в изменившейся полярности. В момент времени t< напряжение на неинвертирующем входе достигает уровня напряжения стабилизации стабилитрона, прерывается действие ПОС

35 и схема переходит в режим стабилизации тока нагрузки. В этот момент дифференциальное напряжение между входами ОУ 6 принимает наибольшее значение. Выходное напряжение возрастает под действием ООС до момента времени t<, когда напряжение на инвертирующем входе становится равным напряжению на неинвертирующем входе. К резистору 2 прикладываетсж; сумма напряжения на резисторе 4 и напряжения между обкладками конденсатора 1 и ток стабилитрона 3 при нимает максимальное значение, после чего начинает убывать по экспоненте по мере перезаряда конденсатора 1.

После этого периодически происходит восстановление ПОС и переключение полярностей токов и напряжений в схеме. Действие ПОС прерывается на время, эа которое происходит переэаряд конденсатора, и ток стабилитрона убывает от своего максимального значения до минимального значения тока стабилизации.

На временной диаграмме показано, как схема реагирует, например, на уменьшение сопротивления нагрузки

R в момент времени t : напряжение на выходе ОУ пропорционально уменьшается и ток нагрузки остается неформула и з о б р е т е н и я

Генератор импульсов тока, содержащий операционный усилитель, к выходу которого подключен первый вывод нагрузки, к инвертирующему входу — выход делителя напряжения, первый вывод которого соединен с общей шиной, к неинвертирующему входу подсоединен . первый вывод последовательной RC цепи, отличающийся тем, что, с целью стабилизации амплитуды импульсов тока, введены двусторонний стабилитрон и повторитель напряжения, причем первый вывод двустороннего стабилитрона подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя, а второй — к общей шине, вход повторителя напряжения соединен с вторым выводом нагрузки и вторым входом делителя напряжения, а выход соединен с вторым выводом последовательной RC — цепи.

1411928

Фю 1/я2

Mcm

Цещ ст

Е<, Составитель H.Ïðîñòàêîâ

Техред Л; Олийнык

Редактор В.Данко

Корректор В.Бутяга

Заказ 3670/53

Тираа 928 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, 3-35, Рауаская наб., д. 4/5

° Ю

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Укгород, ул. Проектная, 4