Формирователь однополярных импульсов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ- СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

911700 (б1) Дополнительное к авт. свид-ву Р 828388 (22) Заявлено 140280 (2i) 2881454/18-21 (м) м. Кп., Н 03 К 5/01 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет Гдсударственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 070382. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 070382 ($3) УДК 621. 374 (088. 8) Д.A. ГОнтаренко, В.A. Гусев, В. Б. Сали кий,„г)тgy

) -:-:--="-:-= "

* т;н . 4$1Q кМЛ

Севастопольский приборостроительный инс итуто"" (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ОДНОПОЛЯРНЫХ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, например, в схемах автоматики, также в устройствах испытания полупроводниковых приборов °

По основному авт. св. Р 828388 известен формирователь однополярных импульсов, принцип работы которого основан на плановом изменении фазы управляющего сигнала тиристора,включенного в цепь источника синусоидального напряжения. Устройство содержит источник синусоидального .напряжения, тиристоры, 1С-контур, резистор, блок формирования отметок времени, состоящий иэ усилителяограничителя и дифференцирующей цепи, генератор коротких импульсов с частотой следования, превышающей частоту источника сннусоидального напряжения, электронный ключ, источник питания, усилитель, регулируемый делитель частоты, блок запуска, состоящий из триггера с раздельным входом, схем совпадения, ждущих мультивибраторов, диодов-детекторов и пусковой кнопки (1).

Недостатком известного устройства является невозможность получения немодулированных импульсов пилообразного напряжения большой длительности с регулируемыми амплитудой, длительностью и частотой, в том числе и одиночных импульсов.

11ель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства, а именно формирование однололярных импульсов немодулированного пилообразного напряжения с регулируемыми частотой, длительностью и амплитудой, в том числе и одиночного импульса.

Поставленная цель достигается тем, что в формирователь однополярных импульсов, содержащий источник синусоидального напряжения, тиристоры, (С-контур, резистор, блок формирования отметок времени, соединенные последовательно генератор коротких импульсов, электронный ключ и источник питания, усилитель, вход которого соединен с выходом регулируемого.делителя частоты, вход которого подключен к выходу блока формирования отметок времени, дополнительно введены линия задержки, зашунтированная. диодом,-и замыкатель, причем линия задержки включена между блоком формирования отметок времени

911700

40 и вторым входом блока ззпуска, замыкатель подключен к первому выходу блока запуска, соединенному с управляющим входом электронного ключа, и первому входу блока запуска, сое,диненному с пусковой кнопкой, второй выход блока запуска, связанный с генератором, соединен со входом сброс делителя, третий выход блока запуска соединен с выходом и третьим входом регулируемого делите- 10 ля °

На чертеже приведена функциональная схема формирователя. формирователь однополярных импульсов содержит источник 1 синусои- 15 дального напряжения, тиристоры 2 и 3, -C-контур 4, резистор 5, блок 6 формировани я отметок времени, содержащий усилитель-ограничитель 7 и дифференцирующую цепь 8, генератор

9 коротких импульсов с .частотой следования, превышающей частоту источника 1, электронный ключ 10, источник 1) питания, усилитель 12, регулируемый делитель 13 частоты, выполненный с возможностью установления начального положения отсчета по сигналу на один вспомогательный вход (сброс) и установления положения, соответствующего появлению сигнала на выходе при поступлении первого же сигнала на основной вход после прихода импульса на второй вспомогательный вход, блок 14 запуска, имеющий управляющий выход, выход синхронизации и выход цепи задержанного сигнала и содержащий триггер с раздельным входом 15, элемента 16 и 17 совпадения, ждущие мультивибраторы 18 и 19, диоды-детекторы 20 и 21, причем диод 20 пропускает сигнал-отметку времени, соответствующий фазе 180, диод 21 фазе О синусоидального напряжения, пусковую кнопку 22, импульсную линию 23 задержки, замыкатель 24 и 45 диод 25.

Подключение управляющего (первого) выхода блока 14 запуска к его же входу, связанному с пусковой кнопкой 22, необходимо при формировании неограниченной последовательности пилообразных импульсов напряжения (замыкатель 24 в замкнутом положении). При поступлении сигнала, отключающего генератор 9, на ключ 10 от триггера 15, одновременно поступает на вход блока 14 запуска, связанный с пусковой кнопкой

22, и, проходя череэ мультивибратор

18, элемент совпадения 16, триггер

15, ключ 10, подключает генератор 9 к источнику 11, причем подключение происходит в тот же период синусоидального напряжения при совпадении во времени рассматриваемого сигнала с неэадержанным cHTналом отметки 65 времени, поступившим на второй. вход элемента 16 совпадения от блока 6 через диоды 25 и 20. Одновременно с подключением генератора 9 к источ.нику 11 на вход синхронизации генератора 9 поотупает импульс с синхрониэирующего (второго) выхода блока 14 от элемента совпадения 16.

При формировании одиночного пилообразного импульса замыкатель ?4 разомкнут.

Связь входа синхронизации генератора 9 с делителем 13 через вспомогательный вход сброс необходима для автоматической установки делителя 13 в начальное положение отсчета с началом формирования каждого пилообразного импульса.

Подключение выхода регулируемого делителя 13 к блоку запуска 14 в цепь задержанного сигнала предназначено для отключения генератора 9 и от источника 11 в конце пилообразного импульса. При появлении сигнала на выходе делителя 13 усилитель 12 открывает тиристор 3, конденсатор (С-контура 4 разряжается с формированием спада пилообразного импульса, и одновременно генератор 9 отключается сигналом, проходящим от делителя 13 через триггер 15 и ключ 10.

Связь выхода цепи задержанного сигнала блока 14 со вторым вспомогательным входом делителя 13 необходима для формирования спада пилообразного импульса в отсутствие на входе усилителя 12, сигнала с делителя 13, когда коэффициент деления выбран большим, т.е. больше числа периодов синусоидального напряжения в пилообразном импульсе, имеющем максимальную амплитуду. В этом случае управляющий сигнал на тиристор

3 проходит по цепи выход элемента совпадения 17 — делитель 13 — усилитель 12, когда сигнал от мультивибратора 19 совпадает по времени с сигналом генератора 9. Линия 23 задержки зашунтированная диодом 25 и включенная между блоками 6 и 14, предназначена для отключения генератора 9 и включения тиристора 3 (с применением вышеописанной связи), когда отклонение от прямой линии закона возрастания напряжения на выходе превысит заданный предел, например 10В. Подключение линии 23 задержки выполнено с исключением возможности прохождения задержанного сигнала на вход регулируемого делителя 13, причем шунтирующий диод

25 включен встречно с диодом 21, пропускающим отметку времени с блока

6, соответствующую фазе 0 синусоидальнсго напряжения. Линия

23 задержки задает предельную длительность импульса пилообразного напряжения при установпенной

91) 700 частоте нер тора 9. По достижении предельной длительности момент совпадения по времени задержанного сигнала с импульсом генератора 9, генератор 9 отключается по цепи элемент совпадения

17 — триггер 15 — ключ 10, а тиристор 3 включается по цепи блок 6 делитель 13 — усилитель 12, разряжая конденсатор ).С-контура 4 и формируя спад пилообразного импульса. 10

Соответствующая этому предельная длительность выходного импульса будет составлять

Т Т вЂ” 2&)

2ЬТ

15 где Т вЂ” период синусоидального напряжения;

9 — длительность задержки; аТ вЂ” разница периодов синусоидального напряжения и напря->0 жения генератора 9.

Предлагаемый формирователь отличается от известного введением импульсной линии 23 задержки и дополнительными связями: управляющий выход блока 14 запуска включен на его вход,. связанный с пусковой кнопкой; выход регулируемого делителя

13 подключен в цепь задержанного сигнала блока 14 запуска; вход синх- Ю ронизации генератора 9 соединен с вспомогательным входом Сброс делителя 13; выход цепи задержанного сигнала блока 14 включен на другой вспомогательный вход делите-,35 ля 13.

Указанные на чертеже блоки могут быть выполнены аналогично блокам известного устройства с обязательным исполнением требований по длитель- 4О ности сигналов с мультивибраторов

18 и 19. В качестве импульсной задержки использовано стандартное устройство с длительностью задержки л 2,5 мс, 45

Формирователь однополярных импульсов работает следующим образом.

Для режима непрерывного формирования пилообразных импульсов замыкатель 24 замкнут,.коэффициент деления делителя 13 произвольно велик, триггер 15 приведен в исходное состояние. При нажатии кнопки 22 сигнал, запускающий генератор 9, проходит по цепи мультивибратор

18 — элемент 16 совпадения - триггер 15 — ключ 10 при совпадении во времени на входах элемента 16 совпадения сигнала с мультивибратора

18 и незадержанного сигнала временной отметки, поступающего в эле- 50 мент 16 совпадения через диоды 20 и 25 от блока 6, минуя импульсную задержку 23. При подключении генератора 9 к источнику 11 ключом 10 генератор по входу синхронизации синхрониэируется сигналом с -элемента

16 rîaïàäåíèÿ, êîòoðèé ответвляется на вспомогательный вхг>д делителя 13 и приводит его в начальное положение отсчета. Первый импульс на управление тиристором 2 проходит синхронно с незадержанным сигналом временной отметки (фаза 180 синусоидалького напряжения), и напряжение на конденсаторе по-прежнему равно О.

Сигнал на выходе делителя отсутствует при поступлении незадержанной отметки. времени, так как коэффициент деления велик

T- 2

2ьТ

Второй импульс генератора 9 прн1 ходит раньше на ЬТ, тиристор 2 включается и заряжает кбнденсатор до какого-то напряжения, а сигналы отметок времени остаются на входах элементов 16 и 17 совпадения и делителя 13. С последующими импульсами генератора 9 тиристор 2 заряжает конденсатор ЬС-контура 4 до большего напряжения, которое возрастает по мере приближения фазы генератора 9 к фазе 0 синусоидального напряжения. В момент совпадения во времени сигнала генератора 9 и сигнала задержанной отметки времени через линию 23 задержки, диод 21, на входах элемента 17 совпадения, он отключает генератор 9 от источника ll сигналом с элемента 17 совпадения через триггер. 15, ключ 10 и посылает импульс на другой вспомогательный вход делителя 13, после чего, когда неза-. держанный сигнал отметки времени с блока 6 поступает на вход делителя

13, на выходе регулируемого делителя появляется сигнал, включающий тиристор 3. Конденсатор LC-контура 4 разряжается, формируя спад пилообразного импульса. Одновременно с отключением генератора 9 сигнал с управляющего выхода блока 14 запуска поступает по замкнутой связи на вход блока 14, связанный с пусковой кнопкой 22 по цепи триггер 15 — разьыкатель 24. В дальнейшем работа формирователя идет согласно вышеописанному с момента нажатия пусковой кнопки 22, вплоть до разрыва цепи обратной связи замякателем 24.

Одиночный пилообразный импульс формируется аналогично вышеописанному при разомкнутом .заьыкателе 24.

Триггер 15 в исходном положении (генератор 9 отключен), коэффициент деления делителя 13 велик — формирование спада импульса идет по цепи задержанного сигнала. При нажатии кнопки 22 включается генератор 9 через мультивибратор 18, элемент 16, триггер 15, ключ 10 при совпадении во времени на входе элемента 16 сов911700 падения сигнала с выхода ждущего мультивибратора 18 и незадержанного сигнала отметки времени. Синхронизирующий импульс генератора 9 на его входе ответвляется на регулируемый делитель 13 и приводит его в начальное состояние отсчета (сброс). Импульсы, идущие от генератора 9, заряжают конденсатор l -С-контура 4 до напряжения, возрастающего с каждым периодом синусоидального напряжения. 10

Тиристор 3 не включается, так как на выходе триггера 15 отсутствует сигнал.

При совпадении во времени сигналов на входах элемента 17 совпадения, выходной сигнал ее ответвляется на 15 второй вспомогательный вход делителя 13, и первый следующий за этим сигнал временной отметки запускает тиристор 3, после чего конденсатор разряжается, формируя спад пилообразного импульса. Поскольку обратная связь разорвана (замыкатель 24 разомкнут) следующий импульс пилообразного напряжения формируется лишь после нажатия кнопки 22. 25

В рассмотренном случае (коэффициент делителя 13 велик) возможна регулировка длительности пилообразного напряжения посредством изменения частоты генератора 9 в диапазоне от 0,1 с до 1 мин при постоянной амплитуде импульса. Для регулировки амплитуды импульса при постоян- ной длительности используется подключение выхода делителя 13 к блоку

14 запуска в цепь задержанного сигнала. В этом случае непрерывное формирование импульсов и формирование импульсов и формирование одиночного импульса пилообразной формы осуществляется при условии выбора 40 коэффициента деления

Т вЂ” 20

2ЬТ

Работа формирователя аналогична вышеописанному до момента появления 45 сигнала на выходе делителя 13 без совпадения сигналов в элементе 17 (на вход делителя 13 пришло от блока 6 К импульсов). При этом тиристор 3 включается импульсом с делите- 50 ля 13, а гененатор 9 отключается от источника 11 ключом 10 по сигналу, прошедшему с делителя 13 через триггер 15 и ключ 10. При." замкнутом замыкателе 24 генератор 9 снова включается сигналом по цепи мультивибратор 18 — элемент 16 совпадения — триггер 15 « ключ 10 при совпадении на вхоцах элемента 16 совпадения сигнала от мультивибратора

18 и сигнала незадержанной отметки времени по цепи блок 6 — диоды 25 и 20 — элемент 16 совпадения. Снова делитель 13 переводится в начальное положение отсчета и генератор

9 синхронизируется по запуску и так до появления сигнала на выходе,qeлителя 13 и формирования спада пилообраэного импульса. Последующие импульсы формируются аналогично вплоть до разрыва обратной связи замыкателем 24.

При разомкнутом замыкателе 24 после нажатия кнопки 22 формируется один пилообразный импульс.

С уменьшением коэффициента деления К делителя 13 длительность пилообразного импульса уменьшается при постоянной частоте генератора 9. При постоянном коэффициенте деления К изменением частоты генератора 9 регулируется амплитуда пилообразного импульса при постоянной его длительности. В режиме непрерывного формирования импульсов частота пилообразных импульсов регулируется генератором 9 и делителем 13.

Таким образом предлагаемый формирователь позволяет независимо регулировать длительность и амплитуду пилообразных импульсов, амплитуду и частоту, причем длительность регулируется плазно, в широком диапазоне (до 1 мин) .

Формула изобретения

Формирователь однополярных импульсов по авт. св. Р 828388, о т л ич ающи и с я тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей, дополнительно введены линия задержки, зашунтированная диодом, и замыкатель, причем линия задержки включена между блоком формирования отметок времени и вторым входом блока запуска, замыкатель подключен к первому выходу блока запуска, соединенному с управляющим входом электронного ключа, и первому входу блока запуска, соединенному с пусковой кнопкой, второй выход блока запуска, связанный с генератором, -""îåäèíåí с входом Сброс делителя, третий выход блока запуска соединен с.выходом и третьим входом регулируемого делителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 828388, кл. Н 03 К 5/Ol 1979 °

Составитель В. Чижов

Редактор Е. Дичинская Техред M.Tenep Корректор А. Ференц

Заказ 1147/49 Тираж 954 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