Устройство для формирования сигнала специальной формы

Изобретение относится к электротехнике. Предложен аналоговый формирователь сигнала управления для инвертора напряжения с широтно-импульсной модуляцией. Устройство содержит операционный усилитель, охваченный отрицательной обратной связью, и потенциометр, через который подается синусоидальный сигнал на его инвертирующий вход, в то время как неинвертирующий вход подключен к корпусу. Технический результат - формирование сигнала в виде усечённой синусоиды с высокой точностью. 2 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электронике, и может быть использовано для систем управления инверторами напряжения.

Известен формирователь сигнала специальной формы вида sec(x) (Радиоэлектронные устройства: Справочник. Горошков Б.И. - М.: Радио и связь, 1984, см. стр. 268, рис. 11.21а).

Формирование функции sec(x) осуществляется от входного синусоидального сигнала. Схема этого формирователя содержит два транзистора и может работать в диапазоне частот от единиц герц до сотен килогерц. Первым транзистором производит ограничение входного сигнала до 2,5 В, вторым транзистором увеличивает крутизну фронтов прямоугольного сигнала и меняет его фазу. Сигнал на коллекторе транзистора VT2 суммируется с входным сигналом на резисторе R6. Регулирование выходного сигнал по вертикали относительно оси абсцисс осуществляется потенциометром так, чтобы можно было установить определенное значение глубины впадины функции sec(x).

Недостатком этого генератора является погрешность выходного сигнала до 10% от аналитического выражения. Кроме этого, при пересечении оси абсцисс генератор формирует усеченный синус, то есть сигнал требуемой формы, но с остаточными фрагментами от формы функции вида sec(x).

Известно устройство формирования сигнала специальной формы, которое представляет собой компаратор с гистерезисом (инвертирующий триггер Шмидта), наиболее близко по схемотехнической реализации подходит к заявляемому устройству и взято за прототип (Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Пер. с нем. Под. Ред. У. Титце, К. Шенк. - М.: Мир, 1982, см. стр. 288, рис. 17.26).

Устройство-прототип состоит из операционного усилителя и двух резисторов. Входной сигнал подается на инвертирующий вход, а неинвертирующий вход операционного усилителя подключен к корпусу через один резистор и к выходу операционного усилителя через другой резистор.

Задачей изобретения является формирование сигнала с формой усеченного синуса с незначительными изменениями и упрощением схемы устройства.

В результате решения задачи при незначительных изменениях и упрощения схемы устройства-прототипа достигается желаемый результат по формированию сигнала с формой усеченного синуса.

Решение задачи достигается тем, что на инвертирующий вход операционного усилителя через потенциометр подается управляющий сигнал синусоидальной формы, выход операционного усилителя непосредственно подключен к его инвертирующему входу, а сопротивление резистора, через который неинвертирующий вход операционного усилителя подключен к корпусу, равно нулю.

Сущность предлагаемого изобретения излагается нижеследующим описанием и прилагаемым к нему чертежами, где на фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства, а на фиг. 2 форма выходного сигнала устройства. Кроме этого, в приложении к заявляемому материалу представлена математическая модель в среде Proteus v.7.7 и результаты моделирования в виде осциллограмм, подтверждающие работоспособность предлагаемого устройства.

Устройство формирования сигнала специальной формы состоит из операционного усилителя 1 и потенциометра 2 предназначенного для регулирования симметричного смещения положительной и отрицательной полуволны синусоидального сигнала навстречу друг другу по вертикальному принципу до оси абсцисс.

Подключение устройства и соединения его элементов осуществляется следующим образом.

Синусоидальный сигнал поступает на потенциометр 2, соединенный с инвертирующим входом операционного усилителя 1, а выход операционного усилителя 1 непосредственно соединен с его инвертирующим входом образуя отрицательную обратную связь, в то время как неинвертирующий вход непосредственно соединен с корпусом устройства.

Устройство работает следующим образом.

Выходной сигнал устройства формируется действием обратной отрицательной связи операционного усилителя и потенциометра 2. При помощи потенциометра 2 регулируется степень смещения положительной и отрицательной полуволны относительно оси абсцисс. Принципиальная схема устройства и входной/выходной сигнал изображены в приложении на рисунке 1 и 2 соответственно.

Предлагаемое устройство, имеет сравнительно простую схему и выполняет свою функцию с высокой точностью формирования сигнала требуемой формы. Наиболее целесообразной областью применения являются инверторы напряжения с широтно-импульсной модуляцией.

Устройство для формирования сигнала специальной формы на операционном усилителе с инвертирующим входом, предназначенным для подключения к сигналу управления, а неинвертирующим входом через резистор подключенным к корпусу, отличающееся тем, что на инвертирующий вход операционного усилителя через потенциометр подается управляющий сигнал синусоидальной формы, выход операционного усилителя непосредственно подключен к его инвертирующему входу, а сопротивление резистора, через который неинвертирующий вход операционного усилителя подключен к корпусу, равно нулю.