Генератор прямоугольных импульсов

 

О П И С А Н И Е ((936391

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалнстичесмих

Республик (6l ) Дополнительное к авт. свна-ву— (22)Заявлено 24.11.80 (21) 3009027/18-21 с присоединением заявки М (23)Приоритет

Опубликовано 15. 06.82. Бюллетень Ю 22

Дата опубликования описания 17. 06. 82 (51) М. Кл.

Н 03 К 3/02 фсударсткииьй квинтет

СССР не делам изееретеиий н отхрытнй (53) УДК621. 373, (088.8/ (72) Авторы изобретения

В. У. Кизилов и В. И. И

Харьковский ордена Ленина политехйиче("кой--инск(((тут им. B. И. Ленина (7l) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для генерирования прямоуголь" ных импульсов регулируемой частоты.

Известен генератор прямоуголь5 ных импульсов, содержащий операционный усилитель, компаратор, операционное реле (1).

Однако схема данного генератора сложна и потребляет значительную мощность от источника питания.

Известен генератор прямоугольных импульсов, который содержит операционный усилитель, охваченный цепью резистивной положительной обратной связи и цепью отрицательной обратной связи, в состав которой входит магнитный сердечник с обмотками $2).

Недостатком этой схемы является 2о также значительное потребление мощности от источника питания при переключении генератора из одного ус. тойчивого состояния в другое, поскольку это переключение определяется насыщением магнитного сердечника, при котором его сопротивление резко уменьшается.

Цепь изобретения — уменьшение потребления мощности от источника питания.

Цель достигается тем, что в генераторе прямоугольных импульсов содержащем операционный усилитель, охваченный цепью положительной обратной связью, магнитный сердечник с обмотками, цепь положительной обратной связи и состоит из последовательно включенных конденсатора и резистора, к общей точке которых подсоединен один вход операционного усилителя, а выводы цепи положительной обратной связи подключе" ны соответственно к выходу операционного усилителя и к одному из выводов первой обмотки сердечника, другой вывод которой подсоедийен к общей шине, к которой подсоединены

36391

1О

3 9 также другой вход операционного усилителя и один вывод второй обмотки сердечника, другой вывод которой подключен к выходу операционного усилителя, последовательно с резистором цепи положительной обратной связи включены параллельно соединенные через регулировочный резистор два диода, включенные встречно друг относительно друга.

На фиг. 1-4 представлены варианты схем генератора прямоугольных им пульсов.

Генератор прямоугольных импульсов содержит операционный усилитель i, магнитный сердечник 2 с обмотками 3-5, конденсатор 6, ре зистор 7, регулировочный резистор 8, нагрузочный резистор 9, диоды 10 и 11 симметрируюций резистор 12.

Неинвертирующий вход операционного усилителя 1 (фиг. 1 ) подсоединен к обцей точке последовательно соединенных конденсатора 6 и резистора 7, образующих цепь положительной обратной связи. Другой вывод конденсатора 6 подключен к выходу операционного усилителя 1, а другой вывод резистора 7 подключен к одному выводу обмотки 4 магнитного сердечни ка 2, другой вывод которой подключен к общей шине. К выходу операцион ного усилителя 1 подключена непосредственно или через симметрирующий резистор 12, вторая обмотка 3 магнитного сердечника 2. К обмотке

5 сердечника2 подключен нагрузочный резистор 9. Инвертирующий вход операционного усилителя 1 подсоединен к общей шине.

В схеме фиг.2 инвертирующий вход операционного усилителя 1 подсоединен к общей точке конденсатора 6 и резистора 7, который другим выводом подключен к выходу усилителя. Другой вывод конденсатора 6 подключен к обмотке 4 магнитного сердечника. Неинвертируюций вход усилителя 1 подключен к общей шине.

В остальном схема фиг.2 аналогична схеме фиг.l.

В схеме фиг. 3 неинвертирующий вход операционного усилителя 1 подключен к общей точке конденсатора 6 и резистора 7. Последний подключен к движку регулировочного резистора 0 выводы которого подключены к аноду диода 10 и катоду диода 11. Катод диода 10 и анод диода ll соединены

35 ю

55 вместе и подключены к обмотке 4 сер» дечника 2. В остальном схема фиг.3 аналогична схеме фиг.l.

В схеме фиг.4 инвертирующий вход операционного усилителя 1 подключен к общей точке конденсатора 6 и резистора 7 ° Другой вывод конденсатора 6 подключен к обмотке 4 сердечника, а другой вывод резистора 7 подключен к соединенным вместе катоду диода 10 и аноду диода 11, другие электроды которых подключены к выводам регулировочного резистрра 8, Движок резистора 8 подключен к выходу операционного усилителя 1, неин вертирующий вход которого соединен с обцей шиной. В остальном схема фиг,4 аналогична схеме фиг, Генератор работает следующим образом.

При*подаче на операционный усилитель 1 двухполярного напряжения питания,он переходит в одно из двух возможных состояний насыщения, поскольку через конденсатор 6 образуется цепь положительной обратной связи. Для определенности положим, что усилитель 1 находится в состоянии положительного насыщения. Так как конденсатор 6 разряжен, то в первый момент после подачи напряжения питания все напряжение выхода операционного усилителя прикладывается к его неинвертирующему входу. По мере заряда конденсатора потенциал неинвертирующего входа уменьшается, и в тот момент, когда алгебраическая сумма напряяения на обмотке 4 и падение напряжения на резисторе 7 станет равной нулю, операционный усилитель 1 переходит в состояние отрицательного насыщения. Напряжение на конденсаторе 6 в этот момент равно напряжению поло+ жительного насыщения U> операционного усилителя 1. Поскольку после переключения операционного усилителя 1 в состояние отрицательного насыщения, которое происходит лавинообразно, это напряжение мгновенно измениться не может, то оно определяет величину начального напряжения на конденсаторе для этого цикла работы.

В установившемся режиме работы генератора прямоугольных импульсов начальное напряжение на конденсаторе для цикла, когда операционный усилитель 1 находится в положительном .состоянии насыщения, равно от936391 рицательному напряжению насыщения

-) усилителя U < .

Схема фиг. 2 работает аналогично.

Условием переключения усилителя 1 является равенство напряжения на конденсаторе 6 и напряжения на обмотке 4.

При помощи регулировочного резистора 8 и наличия в схеме генератора двух диодов 10 и 11 имеется возможность симметрировать длительности положительного и отрицательного импульсов на обмотках генератора, при этом период работы генератора не изменяется.

t5

Иагнитный сердечник 2 в предлагаемой схеме. работает в ненасыщенном режиме, в отличие от известной схемы, что значительно снижает потребление мощности от операционного усилителя и источника питания и тем самым увеличивает экономичность работы схемы.

Формула изобретения

l. Генератор прямоугольных импуль сов, содержащий операционный усилиРегулирование частоты импульсов напряжения на обмотках генератора можно производить изменением емкости конденсатора 6 или сопротивления ре- 2о зистора 7, которым можно управлять при помощи внешнего источника (магнитным или электрическим полем, при использовании полевых и ИОП-транзисторов, температурой, механическим 25 усилием, механическим перемещением и т..д. ) тель, охваченный цепью положительнои обратной связи, магнитный сердечник с обмотками и резистор, о т л ич а -ю щ и "ся тем,,что, с целью уменьшения потребления мощности, цепь положительной обратной связи, состоит из последовательно включенных конденсатора и резистора, к общей точке которых подсоединен один вход операционного усилителя, а выводы цепи положительной обратной связи подключены соответственно к выходу операционного усилителя и к одному из выводов первой обмотки сердечника, другой вывод которой подсоединен к общ и шине, к которой подсоединены так;ке другой вход операционного усилителя и один вывод второй обмотки сердечника, другой вывод которой подключен к выходу операционного усилителя.

2. Генератор по и.1, о т л и ч аю шийся тем, что последовательно с резистором цепи положительной обратной связи включены параллельно соединенные через регулировочный резистор два диода, включеннь>е встречно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гет льбаум И. И. и Ннейдер j.ö.

400 схем для АВИ. И., "Энергия", 1978, с ° 85-106.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке b 2004634/18-21, кл. Н 03 К 3/02, 1979 (прототип).

936391

Составитель И. Белякова

Редактор.И. Митровка Техред)11.Кастелевич Корректор B Бутяга

Заказ 4255/74 Тираж 959 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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