Формирователь импульсов из синусоидального напряжения

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 3(Я)Н 03 00 / Н 03 К 1 НИЕ ИЗОБРЕ ТВУ КА При-.хУ ССС 08.(54) (57) ФОИЭ СИНУСОИДАЛжащий опера,вертирующяйс первым выв ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ СКОМУ СВЩЕТ(56) 1. Алексеенко А.Г. и др.менение прецизионных аналогови.с. М., "Радио и связь", 198с. 126, рис. 4.8.2, Авторское свидетельство9 374725, л. Н 03 К 6/06, 30 МИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ ЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ содер онный усилитель, неинход которого соединен одом первого резистора,а через второй резистор соединен с общей шиной устройства, инвертирующий вход соединен через третий резистор с общей шиной устройства, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения коэффициента преобразования при одновременном по вышении надежности его работы, в не го введенацепь из двух включенных . встречно-последовательно элементов с отрицательным участком вольтамперной характеристики, например туннельных диодов, первый вывод которой подключен к входу устройства и второму. выводу первого резис.тора, второй вывод - к инвертирующему входу устройства.Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в преобразовательных устройствах.Известен формирователь импульсовиэ синусоидального напряжения, содержащий операционный усилитель,неиннертирующий вход которого соединен через первый резистор с общей,шиной устройства, инвертирующийвход - с первым выводом второго реэистора, резисторы и конденсаторы Г 13.Недостатки указанного устройства - ограниченность функциональныхвозможностей и. его сложность.Наиболее близким к предлагаемому янляется формирователь импульсовиэ синусоидального напряжения, содержащий операционный усилитель,неиннертирующий вход, которого соединен с первым выводом первого резис-тора, а через второй резистор соединен с общей шиной устройства,иннертирующий вход соединен черезтретий резистор с общей шиной устройства, Г 2 3.Недостатками известного устройства являются малый коэффициент преобраэонания и низкая надежность его.работы.Цель изобретения - увеличениекоэффициента преобразования при однонременном повышении надежности .его работы.Поставленная цель достигаетсятем, что в формирователь импульсовиз синусоидального напряжения, содержащий операционный усилитель,неинвертирующий вход которого соединен с первым выводом первого резистора, а через.второй резистор соединен с общей (анной устройства, инвертирующий вход соединен черезтретий резистор с общей шиной уст"ройства, введена цепь из двух включенных встречно-последовательноэлементов с отрицательным участкомвольт-амперной характеристики, например туннельных диодов, первыйвывод которой подключен к входу устройства и второму выводу первого резистора, второй вывод - к инвертируюОщему входу устройства.На Фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства; на Фиг. 2 - эпюры,поясняющие работу устройства.устройство содержит операционныйусилитель 1, неинвертирующий входкоторого соединен с первым выводомпервого резистора 2, а через второйрезистор 3 соединен с общей шинойустройства инвертирующий вход сое Одинен через третий резистор 4 с общей шиной устройства, цепь иэ двухвключенных встречно-йараллельно элементов с отрицательным участкомнольт-амперной характеристики, на пример туннельных диодов 5 и б, пер- вый вывод которой подключен к входу устройства и второму выводу первого резистора, второй вывод - к иннертирующему входу устройства.Устройство работает следующим образом.При подаче на вход преобразователя положительной полуволны напря-. жения (фиг, 2 а) напряжение на инвертирующем входе (Фиг, 2 б) операционного усилителя 1 растет быстрее, чем нанеинйертирующем входе, на выходе операционного усилителя появляется отрицательное напряжение насыщения Онс,с(фиг, 2 н). Превышение напряжения на инвертирующем входе определяется следующими причинами.Для туннельного диода 5 положи тельное напряжение является обратным, а при обратном напряжении на туннельном диоде его сопротивление очень маленькое и им можно пренебречь, Следовательно, напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя 1 определяется падением напряжения на резисторе 4, которое зависит от вольт-амперной характеристики туннельного диода б, включенного н прямом направлении. Величина напряжения на неинвертирующем входе операционного усилителя 1 определяется коэффициентом деления делителя напряжения на резисторах 2 и 3 и по Форме повторяет входную синусоиду.В момент времени й напряжение на неинвертирующем входе операционного усилителя 1 превышает напряжение на иннертирующем входе, т.е, Оех оу+ больше Ов О-, и на выходе операционного усилителя 1 появляется положительное напряжение насыщения ОнасисНапряжение 06больше напряжения 06так как н этот момент ток через туннельный диод б уменьшится нследствие того, что рабочая точка проходит через падающий участок его вольт-амперной характеристики, а значит и уменьшается падение напряжения на резисторе 4, которое определяет напряжение ОПри дальнейшем повышении вход- ного напряжения 08 х напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя 1 превысит напряжение на его неинвертирующем входе, т.е. О О больше 09 к о+(момент й на фиг. 2 а).Следовательно, на выходе операционного усилителя 1 появляется отрицательное напряжение насыще- ниЯ Онас-. НапРЯжение Овфо превышает 0, потому что в этот момент рабочая точка туннельного диода б находится на второй восходящей ветви его вольт"амперной характе1058044 е5 0 ристики, ток через резистор 4 воэрас тает и напряжение на нем равное ОЗ о увеличивается.Операционный усилитель 1 находится в состоянии насыщения с напряже нием на выходе равным Ос, до момента сЗ, .когда входное йапряжение Оз уменьшается и напряжение на неинвертирующем входе превышает напряжение на инвертирующем входе, т,е. О+ больше О. В этот момент операционный усилитель 1 переходит в состояние с положительным напряжением насыщеиия на выходе Ондс + . При дальнейшем уменьшении входрого напряжения 06 рабочая точка туннельного диода 6 переходит на падающую ветвь вольт-амперной характеристики и двигается по ней вверх, В момент времени с напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя 1 превышает напряжение на неинвертирующем входе, т.е. 0становится больше ОЗ+ и операционный усилитель переходит в состояние насыщения с отрицательным напряжением на выходе ОВ таком состоянии операционный усилитель 1 находится по момент времени 1, когда на вход поступает отрицательная полуволна входно" го напряжения Оэк. ПРи пОДаче отрицательной полуволны входного напряжения работа преобразователя происходит как и при подаче положительной полуволны, единственное отличие в том, что мейяются ролями туннельные диоды 5 и б, Туннельный диод б отрицательным выходным напряжением оказывается смещенным в обратном направлении и его сопротивление становится весьма малым. Ток через Резистор 4 и падение напряжения на нем определяются вольт-амперной характеристикой туннельного диода 5,В момент временинапряжение на кнвертирующем входе больше напряжения на неинверткрующем входе операционного усилителя 1 и он переходит в состояние насыщения с положительным напряжением иа выходе Онц .+ так как напряжение на инвертирующем входе растет быстрее напряжения на неинвертирующем входе операционного усилителя 1. В момент времени й рабочая точка туннельного диода 5 .движется по нисходящей ветви вольтамперной характеристики, ток через резистор 4 уменьшается и напряжениена инвертирующем входе становитсяменьше напряжения на неинвертирующем входе операционного усилителя 1,который переходит в состояние насыщения с отрицательным напряжениемна выходе Он,к . В этом состоянииоперационный усилитель 1 находитсядо момента времени 1, когда рабочая точка туннельного диода 5 попадает на вторую восходящую ветвь его вольт-амперной характеристики, ипадение напряжения на резисторе 4превысит падение напряжения на резистоРе 3, т.е. ОЗ о. больше ОЗ + .к ОУГ- В этот момент напряжение на выходеоперационного усилителя 1 меняетсвой знак и равно Ондс+.В момент времени се напряжениеЙа выходе операционного усилителя 1вновь меняет свой знак и равно 20 Ок , так как входное напряжениеначинает уменьшаться, рабочая точкатуннельного диода.5 начинает двигаться вниз по Второй восходящей ветвиего вольт-амперной характеристики, 5 падение напряжения на резисторе 4уменьшается быстрее падения напряжения на резисторе 3, получается,ру+больше Офк фПри дальнейшем уменьшении вход ного напряжения Оэк рабочая точкатуннельного диода 5 переходит иападающую ветвь своей вольт-амперной характеристики и двигается по,ней вверх. В,результате этого в мо мент времейи й напРяжение на неинвертирующем входе О+ большенапряжения на инвертирующем входеОбк Оу " напряжЕние иа выходеоперациоййого усилителявновь меняетсвой знак и становится равным 0 +.В момент времени с входнойсигнал Озменяет свой знак на положительный к работа устройства происходит как в момент временит.е. начинается новый период изменения входного напряжения1Таким образом, предлагаемыйпреобразоватедь прк помощи одногооперационного усилктеля и нескольких дретных элементов пволяетпреобразовать из скнусоидальногосигнала прямоугольные импульсыупятиренной частоты следования суменьшенным количеством элементов,что повышает и надежкость работы55 устройства.1058044 9/56 .Тирам 936ВНИИПИ Государственного комитета ССпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раув 3 ская наб., д одписн Зараз 959 иал ППП "Патентф, г. Узгород, ул. Проектная Редактор С. Квятковская Составитель Ъ. ГорбачевТехред И. Метелева Корректор М