Генератор треугольного напряжения

 

Изобретение относится к аналого-цифровой технике и может быть использовано в электронных устройствах с кодированием формируемого напряжения в цифровом коде. Цель изобретения - повышение стабильности амплитуды и частоты формируемого напряжения и расширение области применения генератора за счет формирования цифрового кода генерируемого напряжения. В генератор треугольного напряжения, содержащий источник 3 двухполярного напряжения и интегратор 5, введены реверсивный счетчик 1, блок 2 управления, блок 4 коррекции амплитуды и генератор 6 тактовой частоты. Это позволяет не только стабилизировать формируемое напряжение, но и получить на выходе его цифровой код. 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

IlPH ГКНТ СССР

1 (21) 4298720/24-24 (22) 28. 08. 87 (46) 23. 12. 89. Бюл. У 47 (75) В.А. Степкин и С.М. Бабич (53) 681.34:621.3.049.77(088.8) (56) Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. — M.: Мир, 1982, с. 307, 308. (54) ГЕНЕРАТОР ТРЕУГОЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к аналого-цифровой технике и может быть использовано в электронных устройствах с кодированием формируемого напряжения в цифровом коде. Цель

„„SU„„1531194 А1 (51) 4 Н 03 К 4/08 С 09 С 1/04

2 изобретения — повышение с табильности амплитуды и частоты формируемого напряжения и расширение области применения генератора за счет формирования цифрового кода генерируемого напряжения. В генератор треугольного напряжения, содержащий источник 3 двухполярного напряжения и интегратор 5, введены реверсивный счетчик 1, блок 2 управления, блок 4 коррекции амплитуды и генератор 6 тактовой частоть). Это позволяет не только стабилизировать формируемое напряжение, но и получить на выходе его цифровой код. 7 ил.

1531194

Изобретение относится к аналогоцифровой технике и может быть использовано, например, в электронных устройствах, использующих развертывающие напряжения с кодированием формируемого напряжения в цифровом виде.

Цель изобретения — повышение стабильности амплитуды и частоты формируемого напряжения и расширение об- !0 ласти применения генератора треугольного напряжения эа счет формирования цифрового кола генерируемого напряжения и повышения стабильности амплитупы и частоты Формируемого напряже- !5 ния.

На фиг. 1 представлена блок-схема генератора треугольного напряжения; на фиг. 2 — функциональная схема реверсивного счетчика; на фиг. 3 — то 20 же, схема источника двухполярного напряжения; на фиг. 4 — то же, блока коррекции амплитуды; на фиг. 5 то же, блока управления; на фиг.б— то же, интегратора; на фиг. 7 25 временные диаграммы работы генератора треугольного напряжения.

Генератор треугольного напряжения (фиг. 1) содержит реверсиьный счетчик 1, блок 2 управления, источ- 30 ник 3 двухполярного напряжения, блок

4 коррекции амплитуды, интегратор ,генератор 6 тактовой часто;ы.

Реверсивный счетчик 1 (фиг. Z) для 35 семиразрядиого выходного кода содержит два четырехразрядных реверсивных счетчика 7 и 8 и предназначен для формирования цифрового эквивалента (кода) генерируемого треугольного 40 напряжения из импульсов тактовой частоты.

Источник 3 двухполярного напряжения (фиг. 3) может быть выполнен, например, на аналоговом коммутаторе 9. 45

Аналоговый коммутатор 9 представляет собой четырехканальный аналоговый ключ со схемой управления.

Блок 4 коррекции амплитуды (фиг.4) содержит резисторы 10 и 11, определяющие коэффициент передачи напряжения коррекции амплитуды, повторитель напряжения на операционном усилителе !2, коммутатор 13, резистор 14, sремя3адающим для ра тор а. .Блок 2 управления (фиг. 5) содержит инвертор 15, схему И 16, инвертор 17, триггер 18, инвертор 19.

Интегратор 5 (фиг. 6) содержит операционный усилитель 20 и включенный в обратную связь операционного усилителя 20 конденсатор 21.

Генератор треугольного напряжения работает следующим образом (фиг.7) °

Связующим элементом цифровой и аналоговой части генератора треугольного напряжения является блок 2 управления ° С помощью этого блока осуществляется временная синхронизация работы реверсивного счетчика 1, блока 4 коррекции амплитуды и интегратора 5.

При наличии на выходе б".ока 2 управления потенциала логич: ской единицы, что соответствует случаю, когда триггер 18 этого блока не включен, реверсивный счетчик 1 работает в режиме суммирования, подсчитывая количество импульсов тактовой частоты.

Режим суммирования лля двоичных счетчиков 7 и 8 задается эа счет наличия сигнала логической на управляющем входе "+1" этой мйкросхемы. При этом на входах "Установка нуля" (К), Перенос (СУ), +:, ðåmåíèå установки" (РЕ) должны при :тствовать потенциалы логического "0". Одновременно с этим, сигнал логической 1" с выхода блока управления поступает на управляющий

v.-;:oä коммутатора 9 источника 3 двухполярного напряжения, что вызывает подключение отрицательного опорного напряжения со входа Х2 коммутатора 9 к времяэадающему резистору 14 блока 4 коррекции амплитуды, Потенциал логического "0" с выхода "(n+1)-й разряд" реверсивного счетчика 1, поступающий на управляющий вход блока 4 коррекции амплитуды, вызывает подключение времяэадающего резистора 14 к входу интегратора 5 (замыкается сигнальная цепь со входа Х4 коммутатора 13 на первый выход блока 4 коррекции амплитуды).

Инвертирующий интегратор 5 начинает интегрировать входное опорное напряжение ° Таким образом, напряжению на аналоговом выходе генератора треугольного напряжения соответствует цифро" вой код на выходе реверсивного счетчика 1, например изменению напряжения от минус 10 до +10 В соответствует изменение емкости реверсивного счетчика 1 от 0 до 128 (7-разрядный выходной код).

При достижении счетчиком 1 состояния 128 формируется сигнал логичес1531194 кой "1" на выходе "2 " (восьмой разряд) этого счетчика, поступающий в блок 2 управления и в блок 4 коррекции амплитуды. В блоке 2 управления по соответствующему фронту импульсов тактовой частоты, поступающих на счетный вход триггера 18 (так как срабатывает схема И 16), происходит срабатывание триггера 18, при этом на его обратном выходе, являющемся выходом блока 2 управления, формируется сигнал логического "0" ° При этом эа счет подачи на вход " 1" (управляющий вход) реверсивного счетчика 1 15 напряжения логического нуля счетчик 1 производит вычитание входного числа (последовательности импульсов, подаваемой на тактовый вход С) из числа, сформированного к этому моменту вре- 20 мени в разрядах (т.е. в данном случае из 128). Одновременно с этим импульс напряжения логической "1" с выхода ("2 ") реверсивного счетчика 1 вызывает срабатывание коммутатора 13 25 блока 4 коррекции амплитуды, при этом на время действия вышеуказанного импульса к входу интегратора 5 подключается сигнальная цепь с выхода повторчтеля 12 и отключается цепь 30 от резистора 14. Происходит коррекция амплитуды треугольного напряжения интегратора 5, т.е. к входу интегратора подключается определенное опорное напряжение с коэффициентом передачи, определяемым отношением номиналов резисторов 11 и 10.

Повторитель на операционном усилителе 12 необходим для уменьшения постоянной времени установки начальных 40 значений интегратора.

Так м образом, в данном случае с периодом 1с в верхней точке треугольного напряжения на аналоговом выходе генератора треугольного напряжения 45 происходит установка начальных значений интегратора (корректировка амплитуды) и тем самым устранение ошибок интегрирования, возникающих за время одной секунды (один период). Парамет- 50 ры RC-цепи интегратора подбираются таким образом, чтоды отличие текущего напряжения на выходе интегратора 5 от потенциала "+10 В" в момент корректировки амплитуды было минимальным.

В начальный момент работы реверсив ного счетчика 1 в режиме вычитания потенциал логической "1" на выходе

"(и+1)-й разряд" (выход "2 ") счетчика снимается, поэтому от входа интегратора 5 отключается напряжение коррекции (рвется сигнальная цепь с выхода повторителя 12 блока 4 коррекции амплитуды) и вновь подключается сигнальная цепь от резистора 14 блока 4 коррекции амплитуды. При этом на резистор 14 с выхода источника 3 двухполярного напряжения поступает опорное напряжение положительной полярности за счет наличия напряжения логического "0" на управляющем входе коммутатора 9 источника 3 двухполярного напряжения, поступающего с выхода блока 2 управления. Напряжение на выходе интегратора 5 начинает изменяться в противоположную сторону (формируется вторая составляющая сигнала треугольной формы). Изменению напряжения от +10 до минус 10 В на аналоговом выходе генератора треугольного напряжения соответствует изменение кода на цифровом выходе генератора от 128-го состояния реверсивного счетчика 1 до нулевого.

При достижении реверсивным счетчиком

1 нулевого состояния на выходе переноса "СО" этого счетчика формируется сигнал логического "0", который инвертируется инвертором 19 блока 2 управления и выключает триггер 18 того же блока. При этом на выходе блока 2 управления формируется сигнал логической "1" и так далее.

Формула изобретения

Генератор треугольного напряжения, содержащий источник двухполярного напряжения и интегратор, выход которого является аналоговым выходом генератора, отличающийся тем, что, с целью повьппения стабильности амплитуды и частоты формируемого напряжения:и расширения области применения генератора за счет формирования цифрового кода генерируемого напряжения, в него введены генератор тактовой частоты, блок управления, реверсивный счетчик и блок коррекции амплитуды, информационные входы которого подключены соответственно к выходам источника двухполярного напряжения и выходу интегратора, выход подключен к входу интегратора, а управляющий вход соединен с первым информационным входом блока управления

1531194

К&2, t

1531194

1531194 фиг.6

+и

/н1

/ЖЦР

СО

-и, Составитель .О. Болдырев

Редактор Г. Волкова Техред М.Дидык Корректор М. Кучерявая

Закаэ 7965/55 Тираж 884 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101