Аналоговый формирователь временных интервалов

 

Союз Советск и к

Социалистическик

Республик

О П И С А Н И Е (869037

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (5 l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.01. 80 (21) 2861892/18-21 с присоединениеет заявки М— (23) Приоритет (51) М.. Кл. .Н 03 К 17/28 ееудлрстеелный квинтет

СССР

Опубликовано30.09.81. Бюллетень М 36 (53) УДК621.318. .5(088.8) лв делам изобретений к открытий

Дата опубликования описания 30.09.81 (72) Авторы изобретения

В. И. Кабанов и Е, С. Семибратова с

t (7l ) Заявитель (54) АНАЛОГОВЫЙ ФОРМИРОВАТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ

ИНТЕРВАЛОВ. I

Изобретение относится к импульсной

1 технике инфранизкого диапазона и может быть применен для формирования длительных интервалов времени в установках различного назначения.и, в частности, предназначен для испольS зования в системах автоматического управления переключением регенеративных теплообменников, Известно реле времени, содержащее

l0 интегратор на операционном усилителе с конденсатором в цепи обратной связи, пороговый каскад на двух операционных усилителях, работающих в режиме компараторов напряжения, и выть ходкой каскад на транзисторе со стабилитроном в эмиттерной цепи, нагруженной на электромагнитое реле (1 1.

Известное устройство имеет недостаточную длительность формируемых интервалов времени.

Известен также электронный интегратор, содержащий времязадающий кас кад на операционном усилителе с кон.ценсатором в цепи обратной связи, выходной каскац, формирующий импульс после отработки определенного интервала времени, и выходной каскад с применением одновибратора (2 1.

Однако такое устройство имеет ограниченные возможности в увеличении длительности формируемого интервала времени. Это объясняется тем, что в традиционной схеме времязадающего каскада, собранного на операционном усилителе, в цепи обратной связи которого включен времязадающий конденсатор, а к инвертирующему входу операционного усилителя подключен времязадающий резистор, работающий в режиме интегрирования скачка постоянного напряжения, постоянная времени интегрирования С = RC ограничивается по величине "сверху" предельными значениями сопротивления изоляции Й„ конденсатора и входного сопротивления операционного. усилителя R, так как верхний предел величины RM5 определя869037 ется качеством выбранного конденсатора, а на выбор величины сопротивления времяэадающего резистора накладывается условие

9Х

Цель изобретения — расширение диапазона формируемых временных интервалов в сторону увеличения их длитель- 10 ности.

Для достижения укаэанной цели в аналоговый формирователь временных интервалов, содержащий интегратор на, операционном усилителе, в цепи обратной связи которого включен конденсатор времязадающей RC-цепи, пороговый каскад, включающий в себя биполярный транзистор, база которого подключена через резистор к выходу операционного

20 усилителя, а эмиттер через стабилитрон — к базам транзисторного модулятора, нагруженного на электромагнитное реле, и источник постоянного тока с симметричными стабилизированными

25 разнопопярными напряжениями, во времязадающую цепь интегратора введены два резистора, первые выводы которых подключены соответственно к положительной и отрицательной шинам источни30 ка постоянного тока с симметричными разнополярными стабилизированными напряжениями, а вторые выводы резисторов подключены к переменному дискретно регулируемому резистору, средний вывод которого подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, при этом неинвертирующий вход последнего подключен к общей средней шине разнополярного источника постоянного тока.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема аналогового формирователя длительных интервалов времени.

Аналоговый формирователь длительных

45 интервалов времени содержит интегратор, собранный на операционном усилителе 1, подключенный к положительной

2 и к отрицательной 3 шинам источника постоянного тока, имеющего симметрич. ные разнополярные стабилизированные. напряжения, формируемые последовательной цепью из стабилитронов 4 и 5, а также баластного резистора 6, подключенного к общей шине 7 источника 8 55 постоянного тока с напряжением +Е Н, причем конденсатор 9 времязадающей

RC-цепи подключен в цепи обратной свя-. зи операционного усилителя 1, т. е. между его выходом 10 и инвертирующим входом II, а резистивная цепь времязадающей RC-цепи состоит из последовательно включенных постоянного резистора 12, переменного дискретно регулируемого резистора 13 и .постоянного резистора 14, причем первые выводы резисторов 1,2 и 14 подключены соответственно к положительной 2 и отрицательной 3 шинам, а вторые выводы резисторов 12 и !4 подключены к переменному дискретно регулируемому резистору 13, средние выводы которого через переключатель 15 поцключены к инвертирующему входу 11 операционного усилителя 1 и к обкладке времяэадающего конденсатора

9, при этом неинвертирующий вход 16 операционного усилителя 1 подключен к общей средней шине 17 разнополярного источника постоянного тока, т, е. между стабилитронами 4 и" 5. Конденса.тор 18 выполняет функции коррекции сигнала и является составной частью операционного усилителя 1, Аналоговый формирователь длительных интервалов времени содержит также выходной пороговый каскад, база биполярного транзистора 19 которого подключена через резистор 20 к выходу 10 интегратора, коллектор подключен к минусовой шине

3, а эмиттер через стабилитрон 21 к двум базам транзисторного модулятора 22, оба эмиттера которого через переменный резистор 23 подключены к плюсовой шине 2, а общий коллектор его подключен к обмотке. электромагнитного реле 24, второй вывод которой подключен к общей шине 7. Обмотка реле 24 зашунтирована диодом 25 в обратно смешенном направлении относительно полярности источника питания с напряжением +E Реле 24 имеет контактные группы 26, выводы 27 от которых подключаются к объектам управления. Для управления работой аналогового формирователя длительных интервалов времени имеется двухполюсный тумблер

28, средние выводы которого подключены соответственно к плюсовой шине 2 и к выходу 10 интегратора, при этом вывод одной переключающей группы контактов подключен к источнику постоянного тока с напряжением +E>, а противоположный вывод второй переключающей группы контактов подключен к среднему выводу последовательной цепи из ограничительного резистора 29 и кноп1 ки 30 ручного управления, вторые выво,,ды которых шунтируют конденсатор 9 времязадающей RC-цепи.

Аналоговый формирователь длительных интервалов времени работает следующим образом.

При подаче напряжения питания насхему устройства, т. е. при включении тумблера 28 в положение, при котором источник постоянного тока с напряжением +E> подключен к шине 2, устройство готово к работе и практически в этот момент начинает формироваться отрабатываемый длительный интервал времени, поскольку переключение тумблера 28 привело к отключению резистора 29 от конденсатора 9, шунтировавшего его и снимавшего остаточные напряжения, поэтому на выходе 10 операционного усилителя l формируется линейно изменяющийся уровень выходного напряжения, крутизна которого пропорциональна величине постоянного вре мени Ф времязадающей РС-цепи интегратора, состоящей из конденсатора 9 и цепи на резисторах !2, 13 и 14. Выходное напряжение интегратора, нарастающее (или спадающее в зависимости от выбранного .оложения переключателя 15) относительно шины 2, сравнивается с пороговым напряжением выходного каскада, и, как только последнее оказывается меньше первого, т. е. выполняется условие ОВ < U1,, стабилитрон

21 пробивается, ток в базах транзистор ного модулятора 22 резко возрастает и реле 24 срабатывает. На этом процесс

° 35 формирования отрабатываемого интервала времени заканчивается.

Формула изобретения

869037 6

Эффект расширения диапазона, т. е. существенного увеличения длительности формируемых интервалов времени b t„ достигнут в предлагаемом устройстве за счет нетрадиционного включения резисторов 12, 13 и 14 времяэадающей

RC-цепи на входе ll операционного усилителя l. Обычно увеличивают номинальную величину сопротивления резис1О тора R и этим самым увеличивают постоянную времени интегрирования.

Но существует предел увеличения R, накладываемый условием (1), согласно которому величину R нельзя увеличить

15 беспредельно. В предлагаемом устрой-, стве введены дополнительные резисторы, которые подключены к инвертируюшему входу 11 операционного усилителя 1 параллельно, но вторыми выводами под20 ключены к разнополярным источникам тос ка, что приводит к одновременному заряду и разряду времязадающего конденсатора 9 раздельно через резисторы 12 и 14, причем с помощью дискретно ре25 гулируемого резистора 13 можно изменять величину разности зарядного и разрядного токов, чем и достигается расширение диапазона формируемых .интервалов времени pt в сторону увеличения их длительности, не нарушая условия (1), т. е. не увеличивая номинальных значений сопротивлений времязадающих резисторов.

При необходимой повторной отработ- 40 ки интервала времени нажимают кнопку

30, при этом конденсатор 9 шунтируется резистором 29 и разряжается, что приводит к возврату уровня выходного напряжения на выходе 10 интегратора до уровня искусственного нуля, равно- . го уровню напряжения между стабилитронами 4 и 5, т. е. 0Внх о также тому, что транзистор 19, стабилитрон

21 и модулятор 22 запираются и реле

Э 50

24 выключается. После отжатия кнопки

30 резистивный шунт с конденсатора 9 снимается, и процесс формирования следующего интервала времени Ь1 повторяется аналогично описанному. Регули55 рование формируемых интервалов времени Ь и производится с помощью переключателя 15 путем дискретного изменения переменного резистора !3.

Аналоговый формирователь временных интервалов, содержащий интегратор на операционном усилителе, в цепи обратной связи которого включен кондЕнса- . тор времязадающей RC öåïè, пороговый каскад, включающий в себя биполярный транзистор, база которого подключена через резистор к выходу операционного усилителя, а змиттер через стабилитрон — к базам транзисторного модулятора, нагруженного на электромагнит» ное реле, и источник постоянного тока с симметричными стабилизированными раэнополярными напряжениями, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона формируемых временных интервалов в сторону увеличения их длительности, во времязадающую цепь интегратора введены два резистора, первые выводы которых подключены соответственно к положительной и отрицательной шинам источника постоянного

869037

Составитель А. Тимофеев

Редактор Л. Пчелинская Техред А.Ач Корректор Г. Решетник

Заказ 8356/85

Тираж 991 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

-eoKa с симметричными разнополярными стабилизированными напряжениями, а вторые выводы резисторов подключены к переменному дискретно регулируемому резистору, средний вывод которого под- 5 ключен к инвертирующему входу операционного усилителя, при этом неинвертирующий вход операционного усилителя подключен к общей средней шине разнополярного источника постоянного тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

Ф 534868, кл. Н 03 К 17/28, 09.04.75, 2. Заявка ФРГ N - 2244676, кл, 21 а 136/00, опублик. 1974 (прототип),