Автогенератор пилообразного напряжения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Саеетскнк

Сецнаанстнческнк

Республнк (и997238 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 200980 (21) 298?153/18-21 с присоединением заявки HP— (23) ПриоритетОпубликовано 150 2 8 3. Бюллетень HP 6

Дата опубликования описания 15.02,83

Р )М К з

Н 03 К 4/08

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК621. 31? (088. 8) (72) Авторы изобретения

M. Â. Дол ганов (71) Заявитель (54) АВТОГЕНЕРАТОР ПИЛООБРАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к .импульсной технике и может быть использова. но, например, в качестве источника управляющего напряжения.

Известен автогенератор пилообразнсго напряжения, содержащий интегратор, выход которого соединен со входом компаратора, потенциометры, диодные ключевые элементы 1 1 ).

Однако автогенератор характеризуется ограниченностью функциональных воэможностей и сложностью.

Наиболее близким к предлагаемому является автогенератор пилообразного напряжения, содержащий интегратор, выход которого соединен с первым входом компаратора, первый и второй потенциометры 2 ).

Недостатками устройства являются сложность и ограниченность диапазона регулирования пилообразного напряжения.

Цель изобретения — повышение надежиости работы устройства, расширение диапазона регулирования выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в автогенератор пилообразного напряжения, содержащий интегратор, выход которого соединен с пер. вым входом компаратора, первый и второй потенциометры, введены первый и второй ключи и инвертор, вход которого соединен с выходом компаратора, с первыми неподвижными контактами первого и второго потенциометров, с управляющим входом первого ключа, выход которого соединен с вторым входом компаратора и выходом второго ключа, управляющий вход которого соединен с выходом инвертора и с вторыми неподвижными контактами первого и второго потенциометров, подвижный контакт первого из них соединен с входом первого ключа и первым входом интегратора, подвижный контакт второго потенциометра соединен с входом второго ключа и вторым входом интегратора.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства, на фиг.2 - временные диаграмьы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит интегратор 1, 25 компаратор 2, потенциометры 3 и 4, ключи 5 и 6, инвертор ?.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение на выходе компаратора

30 2 может принимать два противополож997238 ных по знаку и равных по абсолютной величине значения +Е и -Е. (это условие является одним иэ необходимых для обеспечения в предлагаемой .схеме постоянства длительности периода пилообразного напряжения).

Пусть в. начальный момент времени напряжение на выходе компаратора 2 равно +E (фиг.2а), тогда напряжение на выходе инвертора 7 отрицательно и равно -E (фиг.26), ключ б, управ-, ляемый потенциалом с выхода инвертора 7, открыт и ключ 5, управляеьый потенциалом с выхода компаратора 2, закрыт.

Напряжения Ц„и 0< в зависимости от положения движков потенциометров

3 и 4 могут иметь в начальный момент времени любое значение в диапазоне от -Е до +Е. Для обеспечения устойчивого запуска устройства движки обоих потенциометров устанавливаются в левое (по схеме) положение, тогда 0 и U в начальный момент времени равны +E (фиг. 2в,г). Эти напряжения поступают на входы интегратора 1, на выходе которого формируется линейно спадающее напряжение (фиг.2е) .

Напряжение на выходе интегратора

1 спадает до отрицательного значения, по абсолютной величине равного Ц„ с которым сравнивается на компарато ре 2. В момент равенства их абсолютных значений происходит переключение компаратора 2, ключ б закрывается, ключ 5 открывается, напряжения

Ол и U> изменят полярность, т.е, становятся отрицательными (фиг.2в,r) и напряжение на выходе интегратора 1 (фиг.2е) начинает линейно нарастать до положительного значения, равного. по абсолютной величине отрицательному значению 0 поступающему для сравнения на вход компаратора 2 через ключ 5.

При достижении равенства абсолют» ных значений этих напряжений вновь происходит переключение компаратора

2, т.е. устройство продолжает работу в автоколебательном режиме. Суммарный сигнал, поступающий для сравнения с пилообразным напряжением на второй вход компаратора 2 через ключи 5 и б, показан на фиг.2д, его верхние и нижние значения определяют, соответственно, нижние и верхние значения пилообразного напряжения.

Временные диаграммы рабОты устройства для нескольких промежуточных

20 е30

55 положений движка потенциометра 4 показаны на фиг.2г,е, причемс .. ис(коэффициенты, показывающие смещение ф) движков потейциометров 4 и 3 (и соответствующее изменение напряжений

0А и 0 ) относительно крайнего левого положения движка потенциометра

U = 1 при крайнем правом положении

Как видно из фиг.2е, верхнее значение пилообразного напряжения в зависимости от положения движка потенциометра 3 изменяется от +Е до -Е, т.е. вплоть до превращения .пилообразного напряжения в постоянное, при постоянном нижнем значении (т,е ° регулировка независимая.

Регулировка нижнего значения пилообразного напряжения осуществляется аналогично. . Длительность периода пилообраз-. ного напряжения определяется следующим образом.

Зависимость выходного. напряжения интегратора 1 от времени при подаче его. иа вход постоянного напряжения можно записать следующим образом з 4Ь)»"o 01 ас 09. ac где Ц Я) — выходное напряжение ини тегратора 1;

0> — начальное значение выходного напряжения интегратора 1.

В промежутке времени от 4q до4< (фиг.2) равном T Uu (Ц изменяется линейно от Ол до - О, т.е. Оо = Цл

1 и U„(4) = Т„)=-02, поэтому можно записать

Тл

0 =Ц 0 — =0— йс Чс откуда

Т„=kc

Аналогично т,=ас и

"= 1 л" =2RC т. е. длительность периода пилообразного напряжения в устройстве не зависит от установленных верхнего и нижнего значений пилообразного напряжения.

Во избежание возникновения паразитных автоколебаний внутри системы, образованной компаратором 2, инвертором 7, потенциометрами 3 и 4 и ключами 5 и б, при включении питания нужно, чтобы движок потенциометра 4 (или потенциометра 3) находился в таком положении, при котором снимаемое с него напряжение Ол(0 )имело тот же знак, что и напряжение на выходе компаратора 2. Кроме того, как показано на фиг. 2е, при с „= (1 - g ) прбисходит срыв автоколебаний, т.е. можно записать следующее условие работоспособности устройства й„< (<-+ а)

Предлагаемый автогенератор позволяет расширить диапазон независимого регулирования верхнего и нижнего уровней пилообразного напряжения при постоянной длительности периода, что при использовании устройства, например в генераторах качающейся

997238 частоты (ГКЧ) в качестве модулирующего генератора, позволяет расширить диапазон регулирования границ качания частоты.

Формула изобретения

Автогенератор пилообразного напряжения, содержащий интегратор, выход которого соединен с первым вхо- ð дом компаратора, первый и второй потенциометры, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы при одновременном рас-ширении диапазона регулирования выходного напряжения, в него введены первый и второй ключи и инвертор,,вход которого соединен с выходом компаратора, с первыми неподвижными контактами первого н второго потенцио20 метров, с управляющим входом первого ключа, выход которого соединен с вторым входом компаратора и выходом второго ключа, управляющий вход которого соединен с выходом инвертора и с вторыми неподвижными контактами первого и второго потенциометров, подвижный контакт первого иэ которых соединен с входом первого ключа и первым входом интегратора, а подвижный контакт второго потенциометра соединен с входом второго ключа и вторым входом интегратора.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Грэм Дж. Проектирование и применение операционных усилителей. М., "Мир", 1974, с. 411, рис. 10.10.

2. Авторское свидетельство СССР

9 506938, кл. Н 03 К 4/08, 12.09.73.

997238

Составитель A. Горбачев

Редактор Н. Киштулинец ТехредМ.Гергель КорректорВ.Прохненко

Заказ 958/77 Тираж 934 Подписное

BHHHIlH Государственного комитета СССР по делам изобретениЯ и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4