Генератор пилообразного напряжения

 

в М ««юг «««е вжеекчЮуя -"к а 1««Р °, 1 е ф0« « ф !

О Л И Ф " И И- Е 1т 54I278

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08.12.74 (21) 2082741/21 (51) Ч. Кл,"- H 03К 4/72 с присоединением заявки %в

ГосУдарстввкиый комитет (23) Пртю„ит, Совета Микистрав СССР по делам иаобретекий и открытий

Опубликовано 30.12.76. Бюллетень М 48

Дата опубликования оппсанпя 21.01.77 (53) УДК 621,375.8 (088,8) (72) Авторы изобретения

В. Х. Тесленко и А. Д. Ярмак (71) Заявитель

Физико-технический институт низких температур АН Украинской ССР (54) ГЕНЕРАТОР ПИЛООБРАЗНОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к импульсной технике.

Известен генератор пилообразного напряжения, содержащий источник переменного тока, генератор синусоидального сигнала, выпрямитель, зарядный конденсатор, цепь компенсации (1). Однако такой генератор не позволяет олучить выходные сигналы большой длительности.

Наиболее близким по техвической сущности к предлагаемому является генератор пилообразного напряжения, содержащий ждущий генератор синусоидальных колебаний с трансформатором в коллекторной цепи транзистора, транзисторный формирователь управляющего сипнала, вход которого подключен к одной из обмоток трансформатора ждущего генератора синусоидальных колебаний, а выход через ключ связан с формирующим конденсаторои, и блок формирования пилообразного напряжения, состоящий из операционного усилителя, охваченного цепями обратной связи (2).

Недостатком данного генератора является недостаточная линейность и длительность .выходного на п ряжения.

Целью изобретения является повышение линейности при одновременном у величении длительности выходного напряжения.

Это достигается тем, что в предлагаемый генератор пилообразного напряжения введены дополнительный источник постоянного напряжения, эмиттерный повторитель на биполярном транзисторе и нстоковый повторитель на полевом транзисторе, исток которого подключен к базе биполярного транзистора и к входу блока формирова|ния пилообразного напряжения, а сток — к одной из обкладок формирующего конденсатора, к источнику питания и через резистор и эмиттеру биполярного транзистора, а вторая обкладка формиру1ощего конденсатора под1 лючетта к точке соединения затвора полевого транзистора и ключа и дополнительному источнику постоянного напряжения, который через рези стор подключен к выходу блока формирования пилообразного напряжения.

На чертеже приведена принципиальная э ieI

Генератор содержит ждущий генератор 1 синусоидальных колебаний, состоящий из транзистора 2, трансформатора 3, резисторов

4, 5, 6, конденсаторов 7, 8 и диода 9, транзис25 торный формирователь управляющего сигнала, состоящий пз транзистора 10, диода 11, резистора 12 и конденсатора 13, формирующий конденсатор 14, эмиттерный повторитель на биполярном транзисторе 15, исто ковый пов3) торитель на полевом транзисторе 16, рсзисто--лю

5412

U,+U,— U, О, тогда

1р„— — const.

R(+. R 2 1 3 4

Ipaa—

) 1 1 ) 2 ао

3 рах 17 — 20, конденсаторе 21, операционный усилитель 22 с цепями обратной связи, состоящими из резисторов 23 — 25 и нагрузкой из резистора 26 и конденсатора 27, ключ из реле

28 с контактами 29 и резистором 30. Выход операционного усилителя через резистор 31 и дополнительный источник 32 постоянного напряжения соединен с формирующим конденсатором. Питание генератора осуществляется от источника питания 33.

Принцип работы генератора заключается в следующем.

В момент включения источ|ника питания 33 конденсатор 14 разряжен, напряжение на эмиттере транзистора 15 максимально. Поскольку эмиттер транзистора 2 соединен с эмиттером транзистора 15 и напряжение на нем превышает положительное смещение, пода|ваемое с резистора 5 на базу транзистора

2, то он проводит ток, и в трансформаторе возникают синусоидальные колебания, которые выпрямляются диодом 11 и заряжают конденсатор 13 в такой полярности, что это приводит к от)пиранию транзистора 10 и протеканию тока по обмотке реле 28. Реле срабатывает и конта ктом 29 замыкает цепь заояда конденсатора 14, который быстро заряжается через резистор 30 до напряжения источника питания 33, что приводит к понижению напряжения на истоке транзистора 16, а следовательно, на базе и эмиттере транзистора 15.

В результате этих п роцессов транзисторы 2 и

10 закрываются, ток через обмопку реле 28 прекращается, и контакт 29 реле размыкается, разрывая цепь заряда конденсатора 14, который .начинает разряжаться по цепи, содержащей последовательно и согласно с ним включенный дополшггельный источник 32 поcToHIHHoI напряжения, включенный вст речно источнику питания 33, и резисторы 31 и 26.

При разряде конденсатора 14 напряжение на нем убы вает по линейному закону, а следовательно, по такому же закону изменяются токи через транзисторы 16 и 15 и падение напряжения на истоковой нагрузке первого и эмиттер ной нагрузке второго. Пилообразное напряжение с pesHc! oIðà 19 подается на вход операционного усилителя 22 и выделяется в качестве выходного на его нагрузочном резисторе 26.

Высокая линейность пилообраз ного напряжения на выходе предлагаемого генератора обеспечивается практическим постоянством разрядного тока формирующего конденсатора 14, который равен где Ul — напряжение на формирующем конденсаторе 14;

Up и Уз — напряже,ние на источниках питания 32 и 33 соответспвенно;

U4 — напряжение на выходе операционного усилителя;

)О

)Э

2,)

25 зз

4()

5, ) б5

78

Rl и R2 — сопротивления резисторов 31 и 26 соответственно.

Режим работы операционного усилителя задается танским, чтобы для любого момента времени выполнялось ра венспво

В генераторе минимальное значение тока разряда формирующего конденсатора ограничено только током утечки конденсатора 14.

Иапользование конденсатора в с малым током уте гки позволяет иметь, малый разрядный ток, а следовательно, форгми ровать пилообразное напряжение большой длительности.

Для обеспечения высокой линейности пилообразного напряжвния требует ся обеапечить равным ад инице общий коэффициент передачи истока ваго повторителя и операционного усилителя. При этом изменение выходного нап ряжения, компенсирующее изменение разрядного тока формирующего ко нденсатора, определяется не изменением величины тока через формирующий конденсатор, а изменениGM напряжения на нем. TBIK как при коэффициенте передачи, равном единице, разрядный ToI)c конденсатора с))рого линейный, то линей ность пилообразного напряжения может быть высс2кой.

Формула изобретения

Генератор пилообразного напряжения, содержащий ждущий генератор синусоидальных колебаний с трансформатором в коллекторной цепи тра нзистора, т)ранзистор ный формирователь у пра вляющего сигнала, вход которого подключен к одной из обмоток трансфо рматора ждущего генератора синусоидальных колеба|ний, а выход через ключ связан с формирующим ко нденсатором, и блок форх)ирова ния пилообразного напряжения, состоящий из операционного усилителя, охваченного цепями обратной связи, о т л и ч а ющи и ся тем, что, с целью повышения линейности при одновременном увеличении длительности выходного напряжения, в него введены дополнительный источни к постоянного напряжения, эмиттерный повторитель на биполярном транзисторе и истоко вый по вторитель на полевом транзисторе, исток,кото рого подключен к базе биполярного транзистора и к входу блока формирования пилообразного напряжения, а сток — к од ной из обкладок формирующего конденсатора, к источнику питания и через резистор к эмиттеру биполя рного трагнзистора, а вторая обкладка формирующего конденсатора подключена к точке соедине ния затвора поле ваго транзи сгора и ключа и дополнительному HlcTo )HHK) nocTQHIHIHQI напряже ния, который через, резистор подклю541278

Составитель А. Артюх

Техред М, Семенов Корректор T. Добровольская

Редактор Е. Караулова

Заказ 3013/11 Изд. № 1912 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и c:òêðûòèé

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

Типография, пр, Сапунова, 2 чен к выходу блока формирования пилообразного на пряжения.

Источники информации, при|нятые во внимание при экспертизе:

1. Японский патент, № 2705, кл. 98 (5) С 12, 1967.

2. Авт. св. № 374721, кл. Н ОЗК 4/70, 1971 (прототип) .