Автогенератор прямоугольного напряжения

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 3(50 Н 02 М 7 537 НОГО вход чере выхо Ю УДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР елАм изОБРетений и Отнятий ОПИСАНИЕ И СКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Куйбышевский ордена ТрудовогоКрасного Знамени политехническийинститут им. В.В.Куйбщлева(56) 1, Авторское свидетельство СССРУ 769306, кл. 0 01 В 7/00, 1976.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Ю 3412877/24-07,кл. Н 02 М 7/537, 1982.3. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 3414658/24-07,кл. Н 02 М 7/537, 1982.(54)(57) АВТОГЕНЕРАТОР ПРЯМОУГОЛЬНАПРЯЖЕНИЯ, содержащий два дифференциальных операционных усилителя,питающие выводы которых подключенык входньщ выводам автогенератора,а выходные выводы соединены через 801 089742 А основную последовательную цепочку, состоящую из первого и второго резисторов и первого двухполярного стабилизатора напряжения, включенного между этими резисторами и шунтированного первичной обмоткой выходного трансформатора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упро 11 ения и повышения надежности, параллельно основной последовательной цепочке включена вспомогательная последовательная цепочка, состоящая из второго и третьего двухполярных стабилизаторов напряжения и третьего резистора, включенного между ними, причем неинвертирующий вход каждого усилителя соединен через стабилизатор вспомогательной цепочки с выходом другого усилителя, а инвертирующийкаждого усилителя соединенэ резистор основной цепочки сдом другого усилителя.Изобретение относится к электротехнике и предназначено для преобразования постоянного напряжения в переменное прямоугольной формы, снимаемое с вторичной обмотки выходного трансформатора, преимущественно в системах автоматики, например, в индуктивных датчиках перемещения с подвижным магнитопроводом указанного трансформатора.Известны автогенераторы прямоугольного напряжения.с выходным трансформатором, выполняющим роль индуктивного датчика перемещения, в которых используются транзисторные усилители и двухполярный ограничитель напряже ния, шунтирующий первичную обмотку выходного трансформатора 1 .Автогенераторы данного типа имеют невысокую температурную стабильность амплитуды и частоты выходного напря жения и не могут запускаться при медлен- ном нарастании питающего напряжения,Известны автогенераторы прямоугольного напряжения, в которых в качестзе усилителей использованы дифферен циальные операционные усилители, причем на их выходе включены токоэадающие резисторы, а цепь питания соединена с однополярным выходом блока питания, при этом выходной ЗС трансформатор имеет дополнительно обмотки положительной обратной связи обеспечивающие лавинообразный характер переключения усилителей в автогенераторном режиме 2 3.Недостатком известных автогенераторов является наличие на трансформаторе дополнительных обмоток положительной обратной связи, что увеличивает его массу и габариты.Наиболее близким к предлагаемому 4 О является автогенератор прямоугольного ,напряжения, коорый содержит два дифференциальных операционных усилителя, питающие выводы которых подключены к входным выводам автогенерато ра, а выходные выводы соединены через основную последовательную цепочку, состоящую из первого и второго резисторов и двухполярного стабилизатора напряжения, расположен ного между этими резисторами и шунтированного первичной обмоткой выходного трансформатора. Кроме того, автогенератор содержит еще два операционных усилителя и такую же последовательную цепочку, включенную ежду их выходными выводами 33.Такая совокупность элементов в укаэанном устройстве обеспечивает высокий коэффициент стабилизации частоты и амплитуды напряжения на обмотку трансформатора, однако такие автогенераторы сложны из-эа большого числа дифференциальных операционных усилителей и прецизионных резисторов, используемых в их схеме. 65 Цель изобретения - упрощение и повышение надежности автогенератора,Указанная цель достигается тем, что в автогенератор прямоугольного напряжения, содержащий два дифференциальных операционных усилителя, питающие выводы которых подключены к входным выводам автогенератора, а выходные выводы соединены через основную последовательную цепочку, состоящую из первого и второго резисторов и первого двухполярного стабилизатора напряжения, включенного между, этими резисторами и шунтированного первичной обмоткой выходного трансформатора, параллельно основной последовательной цепочке включена вспомогательная последовательная цепочка, состоящая иэ второго и третьего двухполярных стабилизаторов напряжения и третьего резистора, включенного между ними, причем неинвертирующий вход каждого усилителя соединен через стабилизатор вспомогательной цепочки с выходом другого усилителя, а инвертирующий вход каждого усилителя соединен через резистор основной цепочки с выходом другого усилителя.На чертеже показана принципиальная схема предлагаемого автогенератора. К выходу блока 1 питания .одключены питающие выводы двух дифференциальных операционных усилителей 2 и 3. Выходы усилителей соединены между собой через две последовательные цепочки, включенные параллельно. Основная последовательная цепочка состоит из первого резистора 4, первого двухполярного стабилизатора 5 напряжения и второго резистора б. Стабилизатор 5 расположен между резисторами 4 и б, и шунтирован первичной обмоткой выходного трансформатора 7, имеющего, например, подвижный магнитопровод 8. Измерительная обмотка трансформатора может быть соединена через синхронный ключ с Фильтром 9. ВспОмогательная последовательная цепочка состоит из второго двухполярного стабилизатора 10 напряжения, третьего резистора 11 и третьего двухполярного стабилизатора 12. Резистор 11 расположен между стабилизаторами 10 и 12, Инвертирующий вход усилителя 2 соединен через резистор б выходом усилителя 3, а инвертирующий вход усилителя 3 соединен через резистор 4 с выходом усилителя 2, Неинвертирующий вход усилителя 2 соединен через стабилизатор 12 с выходом усилителя 3, а неинвертирующий вход усилителя 3 через стабилизатор 10 - с выходом усилителя 2.Устройство работает следующим образом.1089742 Составитель В.МоинРедактор М.Ткач Техред Л,Мартяшова КорректорПилипенко Заказ 2951/54 Тираж 667 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Рарчская наб д.4/5филиал ППП "Патент",г. Ужгород,ул. Проектная,4 При подключении питания к усилителям на их выходах появляется напряжение вследствие цепей смещения.Ввиду несимчетрии постоянных времени усилителей предположим, что выхОдное напряжение усилителя 2 опережает 5 это же напряжение усилителя 3. Предположим также, что это напряжение положительно. Так как это напряжение пока еще невелико, то стабилизатор 5 закрыт, и, следовательно, все 10 выходное напряжение усилителя 2 через резистор 4 приложено к инвертирующему входу усилителя 3. Проинвертированное и усиленное, оно оказывается приложенным через резистор 6 к инвертирующему входу собственного усилителя и еще более увеличивает собственное выходное напряжение. Таким образом, осуществляется положительная обратная связь. В результате выходное 20 напряжение усилителей противофазно и нарастает лавинообразно, В момент времени, когда разность напряжений на выходах усилителей достигнет вели" чины напряжения стабилизации стабили затора 5, стабилизатор застабилизирует напряжение на инвертирующих входах и положительная обратная связь перейдет в отрицательную. К концу формирования фронта окажется что ток во вспомогательной цепочке З 0 стабилизируется напряжением стабилизатора 5, а ток в основной цепочке стабййизируется стабилизаторами 10 и 12, что еще больк,е стабилизирует напряжение стабилизатора 5. Происхо- З 5 дит кольцевая стабилизация напряжений, как в прототипе, только с меньшим числом элементов в схеме.После окончания фронта импульса токчерез первичную обмотку трансформатора нарастает только эа счет уменьшения тока через стабилизатор 5. Суммарный ток через резистор 4 и 8 остается постоянным. Поэтому в моментвремени, когда ток через обмоткутрансформатора окажется равным токучерез укаэанные резисторы, стабилизатор 5 закроется, в результате чегона обмотке трансформатора возникаетскачок ЭДС самоиндукции противоположной полярности. Это приводит к скачкообразной инверсии выходных напряжений усилителей и вышеописанный процесс повторяется. В результате к обмотке трансформатора будет приложенопрямоугольное напряжение высокостабильной амплитуды и частоты, а постоянное напряжение, снимаемое с Фильтра,будет однозначно связано с положением подвижной части магнитопроводатрансформатора.Благодаря малому температурномудрейфу выходного тока операционныхусилителей стабильность частоты иамплитуды автогенератора поддерживается в широком интервале температур.Кроме того, в.отличие от прототипа,предлагаемая схема автогенераторазначительно проще, ибо число усилителей в схеме в два раза меньше.Меньше также число прецизионных резисторов, следовательно, предлагаемый автогенератор следует считатьболее надежным,