Пороговое устройство

 

Использование: импульсная техника, а именно регенеративные пороговые одновибраторы, предназначенные для работы в широком диапазоне температур окружающей среды. Сущность: пороговое устройство содержит операционный усилитель, первый резистор, первый конденсатор в цепи положительной обратной связи, второй резистор между выходом операционного усилителя и общей шиной, третий резистор, включенный параллельно первому диоду между неинвертирующим входом операционного усилителя и общей шиной. С целью увеличения стабильности порога срабатывания в широком диапазоне температур окружающей среды в режиме формирования коротких импульсов из синусоидального сигнала, введены терморезистор, восемь резисторов, второй и третий конденсаторы, второй, третий и четвертый диоды и источник стабильного напряжения. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 03 К 5/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4725611/21 (22) 27.07.89 (46) 15.09.92. 6юл. ¹ 34 (71) Производственное объединение "Монолит" (72) В.К. Семеновский (56) Авторское свидетельство СССР

М 1157653, кл. Н 03 К 3/284, 1983. (54) ПОРОГОВОЕ УСТРОЙСТВО (57) Использование: импульсная техника, а именно регенеративные пороговые одновибраторы, предназначенные для работы в широком диапазоне температур окружающей среды. Сущность: пороговое устройство содержит операционный усилитель, Изобретение относится к импульсной технике, а именно к регенеративным пороговым одновибраторам, предназначенным для работы в широком диапазоне температур окружающей среды.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство (одновибратор), содержащее операционный усилитель (ОУ), выход которого через RC-цепочку положительной обратной связи (ПОС) соединен с неинвертирующим входом и, параллельно, через резистор, с общей шиной, а неинвертирующий вход соединен с общей шиной через другой резистор, параллельно которому включен диод.

Однако в этом устройстве уровень срабатывания существенно зависит от температуры окружающей среды.

Целью изобретения является уменьшение зависимости уровня срабатывания порогового устройства — регенеративного

БЫ 1762401 А1 первый резистор, первый конденсатор в цепи положительной обратной связи, второй резистор между выходом операционного усилителя и общей шиной, третий резистор, включенный параллельно первому диоду между неинвертирующим входом операционного усилителя и общей шиной. С целью увеличения стабильности порога срабатывания в широком диапазоне температур окружающей среды в режиме формирования коротких импульсов из синусоидального сигнала, введены терморезистор, восемь резисторов, второй и третий конденсаторы, второй, третий и четвертый диоды и источник стабильного напряжения. 3 ил. формирователя коротких импульсов из синусоиды, выполненного на основе ОУ (или компаратора), от температуры окружающей среды при изменении ее в широких пределах.

Сущность изобретения заключается в моделировании зависимости уровня срабатывания одновибратора на основе ОУ от температуры и использовании полученной зависимости для коррекции уровня срабатывания в широком диапазоне температур среды, Для решения этой задачи в пороговое устройство, содержащее операционный усилитель (ОУ), первый резистор и первый конденсатор в цепи положительной обратной связи (ПОС), второй и третий резисторы, первый диод, а также входную и выходную шины, дополнительно введены терморезистор, восемь резисторов. второй и третий конденсаторы, второй, третий и четвертый диоды и источник стабильного напряжения, 1762401 причем терморезистор одним выводом через четвертый резистор подключен к источнику стабильного напряжения, и другим выводам — к общей шине, параллельно терморезистору подключено последовательное соединение пятого и шестого переменного резисторов, а также катод второго и анод третьего диодов, причем анод второго диода через седьмой резистор подключен к источнику стабильного напряжения, а через восьмой резистор — к общей шине, катод третьего диода подключен через девятый резистор к источнику стабильного напряжения, а через десятый резистор . — к общей шине, одиннадцатый резистор включен между движком шестого резистора и инвертирующим входом ОУ, к которому подключен один вывод второго конденсатора, второй вывод которого подключен к выходу источника запускающего синусоидального сигнала, выход ОУ через третий конденсатор подключен к выходной шине, между выходной и общей шинами включены параллельно четвертый диод и двенадцатый резистор, а первые резистор и конденсатор цепи ПОС соединены последовательно, На фиг. 1 приведена электрическая схема предлагаемого устройства: на фиг. 2— зависимости порогового напряжения от температуры окружающей среды для прототипа (1) и предлагаемого порогового устройства (2) — сплошные линии для ОУ типа

140УД6, пунктир — для ОУ типа 140УД12; на фиг. 3 — сигналы на входе (А) и выходе ОУ и на.выходной шине (В) устройства.

Пороговое устройство содержит операционный усилитель (ОУ) 1, первый резистор

2, второй и третий резисторы 3 и 4, первый конденсатор 5, первый диод 6, четвертый резистор 7, термореэистор 8, пятый и шестой резисторы 9. 10, второй и третий диоды

11, 12, седьмой, восьмой, девятый, десятый и одиннадцатый резисторы — соответственно 13, 14, 15, 16, 17, второй конденсатор t8, двенадцатый резистор 19, третий конденсатор 20, четвертый диод 21, источник стабильного напряжения 22, входную шину 23 и выходную шину 24, Изображенные пунктиром на фиг, 1 резисторы могут быть включены для ограничения выходного тока ОУ и уменьшения коэффициента ПОС с целью устранения медленных колебаний на неинвертирующем входе, могущих привести к пропуску отдельных импульсов на грани срабатывания.

Назначение разделительного конденсатора 18 — исключить влияние возможного смещения постоянной составляющей на

Необходимость в резисторе и диоде в

10 цепи входного сигнала, показанных на фиг. где To - 293 К (25 С), Rox - йт при Т - To (технологический разброс величин ROT и В

35 для современных терморезисторов СТ4-16А не превосходит для RoT - + 1, для B+ 5, что облегчит регулировку), величиной суммы линеаризирующих сопротивлений 9, 10 и величиной доли напряжения, подаваемого на инвертирующий вход ОУ с резистора 10.

На фиг, 2 штрихпунктиром показана форма зависимости напряжения. снимаемого с терморезистора (с учетом влияния резисторов 9, 10) при высоких и низких температурах, где зависимость Unop, (Т) выражена очень слабо, что при отсутствии диодов 11, 12 приводит к резкой перекоррекции в областях высоких и низких

50 температур, что приводит к искажениям. лишь немного меньшим, чем без коррекции.

В предлагаемом же устройстве при высоких температурах, где величина Вт (T) мала, отпирается диод 12, резистор 16 шунтирует терморезистор, причем вследствие этого результирующая величина корректирующего напряжения почти не меняется с температурой, Аналогичным образом устройство работает в области низких температур. где

30 уровень срабатывания порогового устройства, Источником стабильного напряжения

22 может быть один из источников питания

ОУ(в данном случае — отрицательный) — если эти источники имеют высокую стабильность, или — стабилитрон (как показано нэ фиг, 1 пунктиром).

1 пунктиром, может возникнуть при использовании в качестве источника входного сигнала предварительного масштабирующего усилителя на ОУ.

На фиг. 3 обозначено: 0п р — порог срабатывания устройства; 0А — амплитуда входного сигнала.

Устройство работает следуюшим образом.

В области средних температур Т, где согласно фиг. 2 зависимость порогового напряжения операционного усилителя ОУ в схеме фиг, 1 от температуры среды имеет наибольший наклон, величина сопротивления термореэистора Кт (Т) такова. что оба диода 11. 12 заперты (что достигается соответствующим выбором сопротивлений резисторов 13 — 16). Наклон корректирующей зависимости Укор. (T) определяется величивт,— т ной йт = Вот . е т, т

1762401 диод 12 заперт, но отпирается диод 11 и терморезистор шунтируется резистором 8, В результате, с резистора 10 на инвертирующий вход подается напряжение смещения Uypp (Т) (см. фиг. 2, "беэ коррекции") и, вычитаясь из порогового напряжения ОУ

Одиар (Т), компенсирует его, уменьшая нелинейность с ч= (12 — 15)7; (полный размах 2530 k) до (2 — 3)7 и менее (см. кривые фиг. 2

"с коррекцией"}, При этом формируемые импульсы появляются на выходной шине сразу, уже при превышении амплитуды ОА ех над порогом Опор порядка единиц мВ и менее. Указанное уменьшение нелинейности (в 5-6 раз) достигается беэ подбора сопротивлений указанных выше резисторов для

ОУ разных типов (140УД6, 140УД12), а в случае подбора (регулировки) нелинейность может быть уменьшена еще в 2 — 3 раза.

Таким образом, предлагаемое устройство вы одно отличается от прототипа и (известных). аналогов тем, что позволяет в пять-шесть раз(а при индивидуальной настройке — и более) уменьшить температурную эависймость порога срабатывания в широком диапазоне температур (нап ример, -50 .. +60 С), Формула изобретения

Пороговое устройство, содержащее операционный усилитель, первый резистор, первый конденсатор в цепи положительной обратной связи, второй резистор, включенный между выходом операционного усилителя и общей шиной, третий резистор, включенный параллельно первому диоду между неинвертирующим входом операционного усилителя и общей шиной, входную — &

Г и выходную шины, о тл ич а ю щ ее с ятем, что, с целью увеличения стабильности порога срабатывания в широком диапазоне температур окружающей среды в режиме

5 формирования коротких импульсов из синусоидального сигнала, в него введены терморезистор, восемь резисторов, второй и третий конденсаторы, второй, третий и четвертый диоды и источник стабильного на10 пряжения, причем терморезистор одним выводом через четвертый резистор подключен к источнику стабильного напряжения, а другим выводом — к общей шине, параллельно терморезистору подключены последова15 тельно соединенные пятый и шестой переменные резисторы. а также катод второго и анод третьего диодов, причем анод второго диода через седьмой резистор подключен к источнику стабильного напряже20 ния, а через восьмой резистор — к общей шине, катод третьего диода подключен через девятый резистор к источнику стабильного напряжения, а через десятый резистор — к общей шине, одиннадцатый резистор

25 включен между движком шестого резистора и инвертирующим входом операционного усилителя, к которому подключен один иэ выводов второ о конденсатора, другой вывод которого подключен к шине запускаю30 щего синусоидального сигнала, выход операционного усилителя через третий конденсатор подключен к выходной шине, между выходной и общей шинами включены параллельно четвертый диод и двенадцатый

35 резистор, а первые резистор и конденсатор цепи положительной обратной связи соединены последовательно, 1762401

1762401

Составитель В.Семеновский

Редактор Н.Каменская Техред М.Моргентал Корректор M.Ïåòðîâà

Заказ 3265 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35Ä Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101