Генератор импульсов

 

7I2921

ОЛИС

ИЗОБР

К АВТОРСНОА47 бове Советский

Соцлаллстических

Республик (61) Дополнительное (22) 3 а я в лен о 27,03.78 ," присоединением (23) Приоритет (43) Опубликовано 30 (45) Дата опубликова

1) М. К..

Н ОЗК 3/02

Н ОЗК 17/2b

Государственный комитет

3) УДК 621.374.41 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

А, Я. Дружинин (71) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ

Предлагаемый генератор импульсов предназначен для формирования импульсов инфранизких частот и может быть использован в устройствах импульсной техники и автоматики.

Известны генераторы импульсов, содержащие управляемый бистабильный элемент и управляющий делитель напряжения с терм озависимым времязадающим элементом (1).

Этот генератор имеет малую длительность полупериодов колебаний.

Известен генератор импульсов, содержащий триггер, резистивный делитель напряжения, в одном плече которого включен термозависимый элемент, связанный тепловой связью с нагревательным элементом (2).

Такой генератор имеет недостаточно низкую нижнюю частоту генерации.

Цель изобретения — уменьшение нижней границы генерируемой частоты.

Поставленная цель достигается тем, что генератор импульсов, содержащий триггер, резистивный делитель напряжения, включенный между шинами питания, в одном плече резистивного делителя включен термозависимый элемент, связанный тепловой связью с нагревательным элементом, введен усилитель, ключ и дополнительный резистор, причем вход усилителя подключен к средней точке резистивного делителя, выход усилителя подключен к входу триггера и к одному выводу нагревательного

5 элемента, другой вывод которого через дополнительный резистор, параллельно которому включен ключ, подсоединен к общей шине, а управляющий вход ключа подсоединен к выходу триггера.

l0 На чертеже представлена принципиальная схема генератора импульсов.

Генератор импульсов содержит триггер 1, резистивный делитель напряжения, состоящий из резистора 2 и термозависимого эле15 мента 3 (резистора) с подогревателем 4, усилитель 5, ключ 6 и резисторы 7, 8. Последовательно с термозависимым элементом 3 включен термозависимый элемент 9, имеющий температурный коэффициент со20 противления, противоположный по знаку температурному коэффициенту термозависимого элемента 3.

Генератор работает следующим образом.

При включении питающего напряжения на инвертирующий вход усилителя 5 с выхода резистивного делителя поступает напряжение положительной полярности, а с выхода усилителя на этот же вход — на. пряжение отрицательной обратной связи

712927 чере3 резистор 8. Ключ 6 при этом открыт, поэтому через подогреватель 4 проходит ток, пропорциональный напряжению на выходе усилителя 5. При разогреве термозависимого элемента 3, имеющего положительный температурный коэффициент сопротивления, увеличивается его сопротивление, положительное напряжение на входе

1 усилителя 5 и возрастает абсолютная величина отрицательного напряжения на его выходе. Приращение последнего вызывает увеличение тока и разогревающей мощности в подогревателе 4, что приводит к дальнейшему росту абсолютной величины отрицательного напряжения на выходе усилителя 5 и напряжения обратной связи на входе усилителя. В результате изменения состояния триггера 1 и напряжения на его выходе запирается ключ 6. При этом последовательно с подогревателем 4 включается резистор 7, что уменьшает ток и мощность, выделяемую в подогревателе.

Процесс охлаждения термозависимого элемента 3 сопровождается уменьшением

его сопротивления, напряжения на входе усилителя 5, а также на его выходе по абсолютной величине, что ведет к уменьшению мощности, разогревающей элемент 3, еще большему его охлаждению и дальнейшему уменьшению напряжения на выходе усилителя 5 по абсолютной величине. При определенном значении этого напряжения на его выходе изменяется и отпирается ключ б. После этого начинается повторение процесса разогрева термозависимого элемента 3, сопровождающегося ростом абсолютного значения напряжения на выходе усилителя 5 до изменения состояния триггера 1 и ключа 6 и т. д.

Мощность, разогревающая термозависимый элемент 3, является функцией температуры этого элемента, возрастающей при его нагреве н убывающей при охлаждении.

Длительность процессов нагрева и охлаждения (и соответственно длительности полупериодов колебаний генератора) в несколько раз превышают значение тепловой постоянной времени врсмязадающего элемента, которым служит элемент 3, благодаря тому, что закон изменения температуры термозависимого элемента 3 во времени приближается к линейному или показательному, при которых скорость изменения температуры времязадающего элемента и управляющего напряжения не уменьшается с ростом временной задержки.

При исключении резистора 7 после запирания ключа б ток в подогревателе 4 уменьшается до нуля, поэтому уменьшение температуры термозависимого элемента 3!

О

60 происходит по закону, близкому к экспериментальному, и время полупериода охлаждения существенно уменьшается. В таком режиме работы обеспечивается относительно малое время восстановления температуры термозависимого элемента 3 по сравнению с рабочим полупериодом. При необходимости формирования одиночного импульса с включением питающего напряжения (лишь одного полупериода колебаний, соответствующего нагреву термозависимого резистора 3 (ключ б может отсутствовать).

При отрицательном температурном коэффициенте сопротивления термозависимого элемента 3 резисторы 2 и 3 меняются местами. Для обеспечения высокой стабильности периода колебаний при работе в широком диапазоне температур окружающей среды может быть применена прямая термокомпенсация путем включения термозависимого элемента 9 с противоположным по знаку температурным коэффициентом сопротивления или мостовая.

В последнем случае компенсирующий термозависимый элемент включается в противоположное плечо управляющего делителя либо вводится второй резистивный делитель с компенсирующим термозависимым элементом, выход которого может быть подключен к второму входу усилителя 5. При этом в качестве времязадающего и компенсирующего элементов могут быть использованы p — n-переходы.

Формула изобретения

Генератор импульсов, содержащий триггер, резистивный делитель напряжения, включенный между шинами питания, в одном плече резистивного делителя включен термозависимый элемент, связанный тепловой связью с нагревательным элементом, отличающийся тем, что, с целью уменьшения нижней границы генерируемой частоты, в него введен усилитель, ключ и дополнительный резистор, причем вход усилителя подключен к средней точке резистивного делителя, выход усилителя подключен к входу триггера и к одному выводу нагревательного элемента, другой вывод которого через дополнительный резистор, параллельно которому включен ключ, подсоединен к общей шине, а управляющий вход ключа подсоединен к выходу триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3294982, кл. 307 †8, 1964.

2. Авторское свидетельство СССР № 425317, кл. Н ОЗК 3/02, 11.01.71, 712927

Составитель В. Бугров

Техред А. Камышникова Корректор О. Данишева

Редактор Е. Караулова

Типография, пр, Сапунова, 2

Заказ 2902, 6 Изд. № 139 Тираж 995 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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