Генератор прямоугольных импульсов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцкалисткческмх

Республмк () 785958

®, (61) Дополнительное к акт. свил-ву (22) Заявлено 29.12.78 (21) 2704725/18-21 (51) М. Кл.

Н 03 К 3/28 с присоединением заявки ¹

Гасударственный комитет (23) Приоритет по лелем изооретений и открытий

Опубликовано 07.12.80. Бюллетень № 45

Дата опубликования описания 07.12.80 (5З) ДК621.374..011 (088.8) (72) Автор изобретения

A. П. Дрожжин (71) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к средствам связи и может быть использовано при построении задающих генераторов строчных развергок видеоконтрольных устройств.

В качестве задающих генераторов могут применяться генераторы прямоугольных им5 пульсов, построенные по схеме автоколебательного мультивибратора на операционном усилителе. Эти генераторы управляются синхронизирующим сигналом.

Известен генератор прямоугольных импульсов, содержащий операционный усилитель между инвертирующим входом которого и общей шиной включен конденсатор, а выход усилителя соединен с тем же входом через резистор, не15 инвертирующий же вход соединен с выходом резистивного делителя напряжения, включенного входом к выходу усилителя.

Генератор может работать в синхронизированном режиме, осуществляемом подачей, например, на неинвертирующий вход усилителя внешнего синхронизируюшего сигнала (1).

Недостатком этого генератора является различие часгот автоколебаний и внешнего

2 синхронизируюшего сигнала. Величина различия частот может составлять до 20-30% or частоты автоколебаний.

Генератор функционирует в режиме сравнения напряжений на конденсаторе, подключенном к инвертирующему входу, и на выходе делителя напряжения, соединенном с неинвертирующим входом усилителя. Его синхронизированный запуск производится в моменты времени, когда напряжение на конденсаторе во время второй полуволны импульсного выходного напряжения еще не достигло уровня напряжения на выходе делителя. Поэтому генератор синхронизируется лишь на uacrorax, больших частоты автоколебаний, что и определяет его недостаток. Причем между нииотей частотой диапазона синхронизации и частотой автоколебаний устанавливается одре. деленный запас частот на случай увеличения последней до величин, при которых генератор уже не будет унравлягься. Величина запаса зависит от нестабильности частоты автоколебаний, которая обусловлена изменениями размаха выходного напряжения и параметров элементов (конденсатора, делителя выходного напряжения, а рующий вход усилителя соединен с выходом резистивного делигеля 4 напряжения. Резисгивный делитель 4 подключен к выходу операционного усилителя через диод 5, при эгом к rome соединения диода 5 с делителем 4 через резисгор б подан сигнал с импульсного усилигеля 7 на полевом fpBH3Hcrope, в цепь затвора когорого включена неуправляемая схема фиксации уровня сигнала, на вход которой подан синхронизирую ций сигнал. Параллельно конденсатору 2 включено транзисторное разрядное усгройсгво 8, на вход управления которого подан сигнал с импульсного усилителя 7.

Неуправляемая схема фиксации может быть выполнена на конденсаторе 9 и диоде 10. Транэнсгорное разрядное устройство выполнено по схеме с общей базой. Импульсный усилитель на транзисторе собран по схеме с общим истоком.

Генератор прсямоугольных импульсов работает следующим образом, При отсутствии синхронизации генератор вырабатывает двухполярные прямоугольные импульсы (фиг. 2а), На делителе 4 имеются импульсы с полярностью, зависящей îf направления включения диода 5 (фиг. 2 б). С импульсного усилителя на разрядное устройство 8 и делитель 4 подается сигнал с нулевым потен"циалом. При этом разрядное устройство закрыто. Импульсный усилитель 7 и разрядное устройство не влияют на параметры выходных импульсов генератора.

С подачей сигналов синхронизации (фиг. 2в) через конденсатор 9 с выхода импульсного усилителя снимается импульсное напряжение с нулевой постоянной составляющей. Перепад этого напряжения, совпадающий по фазе с передним фронтом сигнала синхронизации. через резистор

6 и делитель 4 прикладывается к неинвертирующему входу усилителя и производит синхронизированный запуск генератора.

3 785958 входного и выходного сопротивления усилигеля).

Нестабильность размаха виходного напряжения,,подаваемого через делиге:а, и реэисгор соответственно к неинвертируюшему и инвертирующему входам; и параметров элементов изменяют напряжения сравнения по входам усилителя, меняя .тем самым частоту авгоколебаний.

Очевидно, что при гаком посгроении генератора единственным средством желаемого приближения частоты авгоколебаний к часгоге синхронизирующего сигнала является увеличение сгабильности eacrorbI авгоколебаний. Для этого в генераторе на выходе операционного усилителя установлен парамегрический стабилизатор в виде последовательно соединенных стабили -. трона и диода, что повысило стабильность напряжений сравнения на входах операционного усилителя.Это являегся частичной мерой и не решает в целом задачи, так как не устраняет все дестабилизирующие факторы. 20

Известен генератор прямоугольных импульсов, соедржащий операционный усилитель, между инвертирующим входом которого и общей шиной включен конденсатор, а выход усилителя соединен с тем же входом через резистор, неинвертирующий же вход соединен с выходом резистивного делителя напряжения. На неинвертирующий вход усилителя через разделительный конденсатор подан сигнал внешней синхронизации (2).

Недостатком генератора является большое расхождение частот автоколебаний синхронизации.

Целью изобретения является повышение точности синхронизации.

Для достижения указанной цели в генератор прямоугольных импульсов, содержащий операционный усилитель, инвертирующий вход которого через первый резистор подключен к выходу и через конденсатор к общей шине, а не- 4 инвертирующий вход — к средней точке резистивного делителя, один вывод которого подключен к общей шине, введен транзистор,, второй резистор и диод, причем база транзистора подключена к общей шине, коллектор — к инвер- 45 тирующему входу операционного усилителя, эмиттер соединен с входом синхронизации и через второй резистор подключен ко второму выводу резисгивного делителя и аноду диода, кагод когорого соединен с выходом операционного усилит ел я, На фиг. 1 представлена принципиальная схема генератора; на фиг. 2 — эпюры напряжений в различных точках.

Генератор пвямоугольных импульсов содержит операционный усилитель 1, между инвертирующим входом которого и общей шиной включен конденсатор 2, а выход усилителя соединен с тем же входом через резистор 3. НеинвертиНа выходе усилителя 1 формируется импульс (фиг. 2д) такой же полярности (фиг. 2г), как и на выходе импульсного усилителя. Конденсатор 2 заряжается через резистор 3 током с выхода усилителя.

В момент достижения напряжения (фиг. 2ж) на конденсаторе 2, равного напряжению с выхода делителя, усилитель опрокидывается в инверсное состояние. Такой же полярности, как и на выходе усилителя 1, сигнал с импульсного усилителя включает разрядное устройсгво и прикладывается к неинвертирующему входу.

Напряжение на конденсаторе 2 быстро уменьшается до уровня, близкого к нулевому, Его величина с момента включения разрядного устройства сигналом с выхода импульсного усилителя не может превысить значения напряжения (фиг. 2к) на неинвертирующем входе усилителя, 785958 имеющих, как правило, высокий коэффициент загрузки по обратному напряжению и мощности что значительно влияет на надежность работы развертки. Одновременно не перегружаются имеющие электрическую связь с разверткой низковольтный и высоковольтный блоки питания.

Такая защита достигается путем установленит частоты автоколебаний задающего генератора, равной частоте сигнала внешней синхронизации, Ip по стало достижимым с расширением диапазона частот синхронизации с возможностью сближения указанных частот. При эюм в автоколебательном и синхронизированном режимах работы остаегся постоянной скважность, и, как следсгвие, загрузка элементов развертки. что соответсгвует ждушему режиму рабогы генератора, Следовательно, вторая полуволна выходного напряжения будет сохраняться до тех пор, пока на генератор не поступит следующий синхронизирующий сигнал. При поступлении его цикл снова повторяется.

Таким образом, подключением резистивного делителя к выходу операционного усилителя через диод и подачей сигнала с импульсного усилителя на полевом транзисторе, на входе которого включена неуправляемая схема фиксации, на делитель и на управляю ций вход разрядного устройства, включенного параллельно конденсатору 2, осуществляется при синхронизации перевод генератора из автоколебатель ного в ждущий режим. Это обеспечило его синхронизацию в широком диапазоне частот с управлением на часютах, не только больших, но и меньших частоты автоколебаний. Наиболее

I важным следствием является возможносгь сближения частоты автоколебаний с частотой сигнала синхронизации вплоть до их равенства.

Подведение сигнала с импульсного усилителя через резисгор к делителю дало возможность сформировать такое управляющее напряжение для разрядного устройства, котором длительность первой полуволны выходного напряжения генератора остается неизменной при синхронизации, ее отсутствии и регулировке gp частоты автоколебаний, что необходимо для большинства генераторов подобного типа.

Положительным свойством транзисторного разрядного ycrpoAcrIIa, собранного по схеме с общей базой, является малый ток утечки в закрытом состоянии транзистора, что важно для генераторов с большим сопрогивлением резистора, соединяющего выход операционного усилителя с его инвертируюшим входом или работе при высоких температурах.

Построение импульсного усилителя по схеме с общим истоком обеспечивает простое согласование его входа с неуправляемой схемой фиксации уровня сигнала.

В качестве операционного усилителя может

45 быть использована микросхема К 1УТ402А.

В разрядном устройстве и импульсном усилителе могут быть применены транзисторы соответствешш ГТ308Б и КПЗОЗА, работающий в режиме

"обеднения".

Использование генератора прямоугольных импульсов в качестве задающего генератора развертки, работающей в режиме, зависящем or скважности импульсов, обеспечивает защиту ее от перегрузки при снятии сигнала внешней син55 хро низа ции.

Особенно важным является предохранение от выхода из строя дорогосгояших транзисторов или других элементов выходного каскада, Кроме того, сближение частоты автоколебаний с частотой сигнала внешней синхронизации и расширение диапазона синхронизации дали новое качество, заключающееся в том, что генератор в процессе эксплуатации ие требует настройки часюты, и в нем невозможен срыв синхронизации иэ-за ухода частоты автоколебаний.

Эю свойство генератора может найти применение в необслуживаемой оператором аппаратуре, работающей, например, в космосе, в условиях радиации и др.

Полезным результатом частот автоколебаний и синхронизации является также следующее.

В случае кратковременных срывов синхронизации уменьшается видимость их на экране эа счет малого времени восстановления синхронизации и неизменяемости размеров изображения при наличии и отсутствии синхронизации. И, наконец, повышается помехоустойчивость генерагора, улучшающая качество воспроизводимых изображений на экране видеоконтрольного устройства.

Формула изобретеии.я

Генератор прямоугольных импульсов, содержащий операционный усилитель, инвертируюший вход которого через первый резистор подключен к выходу и через конденсатор к общей шине, а неинвертируюший вход — к средней mme резистивного делителя, одни вывод которого подключен к обшей шине, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью повышения точности синхронизации, в него введен транзистор, второй резистор и диод, причем база транзистора подключена к обшей шине, коллектор +w gIrвертирующему входу операционного усилителя, эмитгер.соединен с входом синхронизации и через второй резистор подключен ко второму

7 выводу резисгивного делителя и аноду диода, катод xofoporo соединен с выходом операционного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиэе

785958

1. Димитраки П. H. Импульсные устройства на интегральных микросхемах. "Карта Молдовеняска", 1976, с, 89.

2. Шило В. Л, Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре, Сов.радио", 1974, с. 175 (прототип).

78595&

Фиг

Составитель А. Тимофеев

Техред М. Петко Корректор О. Билак

Редактор Ж. Рожкова

Заказ 8861/57 Тираж 995

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4