Генератор напряжения ступенчатой формы

СОЮЗ СОВЕТ ЛО А ЕСНИХ БЛИН ц 11 С 06 С 7/26. ИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ.(71) Научно-исследовательский институт санитарной техники и оборудования зданий и сооружений(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 1029191, кл. С 06 С 7/26, 1982 (прототип) .(54)(57) ГЕНЕРАТОР НАПРЯЖЕНИЯ СТУПЕНЧАТОЙ ФОРМЫ по авт. св. У 1029191,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью расширения класса генерируемых напряжений за счет получения импульсов напряжения прямоугольнойформы, он содержит дополнительныйкоммутатор, третий ключ, механически связанный подвижным контактом сподвижными контактами сдвоенного ключа, и последовательно включенныеделитель напряжения и дополнительный компаратор, другой вход которого подключен к выходу первого интегратора, а выход соединен с управляющим входом дополнительногокоммутатора, информационный выходкоторого является вторым выходомгенератора, а информационные входыподключены к паре неподвижных контактов третьего ключа, подсоединенного подвижным контактом к выходусумматора.1 1113814 3Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.По основному авт. св . У 1029191известен генератор напряжения ступенчатой формы, содержащий первыйинтеГратор, выполненный на последовательно соединенных масштабномрезисторе и операционном усилителес разрядным конденсатором в цепиобратной связи, выход первого интег- Оратора подключен к информационномувходу коммутатора, последовательносоединенные инвертор и второй интегратор, сдвоенный ключ, компаратор,сумматор и источник постоянного напряжения, причем выход первого интегратора подключен к первому входукомпаратора и первому входу сумматора, выход которого является выходом генератора, а его второй входсоединен с выходом второго интегратора, выход компаратора соединенс управляющим входом коммутатора,выходы которого подключены к первойпаре неподвижных контактов сдвоенного ключа, первый. подвижный контакт которого соединен с входомоперационного усилителя первого интегратора, вторая пара неподвижныхконтактов сдвоенного ключа подключе- З 0на к выходам источника положительной и отрицательной полярности постоянного напряжения, второй подвижной контакт сдвоенного ключа соединен с входом интегратора, вторым входом компаратора и входом инвертора 11.Недостатком известного генератора является сравнительно узкий классгенерируемых напряжений.40Цель изобретения - расширениекласса генерируемых напряжений засчет получения импульсов напряженияпрямоугольной формы. 20 55 Поставленная цель достигается 45 тем, что генератор напряжения ступенчатой формы содержит дополнительный коммутатор, третий ключ, механически связанный подвижным контактом с подвижными контактами сдвоенного ключа, и последовательно включенные делитель напряжения и дополнительный компаратор, другой вход которого подключен к выходу первого интегратора, а выход соединен с управляющим входом дополнительного коммутатора, информационный выход которого является вторым выходом генератора, а информационные входы подключены к паре неподвижных контактов третьего ключа, подсоединенного подвижным контактом к выходу сумматора.На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого генератора, на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие его работу.Генератор напряжения ступенчатой формы содержит (фиг. 1) источник 1 напряжения постоянного тока, трехполюсный переключатель 2, первыйинтегратор 3, первый компаратор 4, инвертор 5, второй интегратор 6, сумматор 7, двухпоэиционное реле 8 второго коммутатора 9, размыкающий контакт 11 поляризованного реле 8, двухпозиционное поляризованное реле 12 с замыкающим 13 и размыкающим 14 контактами.Генератор напряжения ступенчатой формы работает следующим образом.На вход первого интегратора 3, инвертора 5, делителя 16 напряжения и на второй вход компаратора 4 подается положительное напряжение Пот источника постоянного напряжения (фиг. 2 а). Напряжение на входе компаратора 4 и напряжение П 5 на выходе делителя 16 напряжения вызывают срабатывание поляризованных реле 12, которое размыкает контакт 13, включенный через тройной переключатель 2 параллельно разрядному конденсатору в цепи обратной связи 1 перационного усилителя интегратора 3.Поляризованное реле 8 замыкает контакт 10, соединяющий через тройной переключатель выход генератора с выходом сумматора 7. С выхода инвертора 5 на вход интегратора 6 поступает напряжение П = -ПЬкНа выходах интеграторов 3 и б одновременно возникают соответственно линейво убывающее 01 и линейно нарастаю.:щее 05 напряжения (фиг. 2 8 и фиг.фиг. 2) с одинаковым углом наклона, так как коэффициенты передачи интеграторов равны 1 о - п(1)Напряжение У с выхода интегратора 3 поступает на первый вход компаратора 4 и второй вход ком-. паратора 17 с полярностью, противоположной напряжениям Б и Б . Суммарное напряжение на входах ком113814 4При этом на выходе генератора значение напряжения цы .= 0 не изменится. При С 1 Т напряжение Ц(на выходе интегратора 3 скачком ста нет равным нулю (фиг. 2 О ). Приэтом полярность напряжения на выходе компаратора 17 скачком изменится на первоначальную, и реле 8 замкнет контакт 10. На выходе генера тора скачком появится первый импульс (фиг. 2 е и г ). Суммарное напряжение ц уменьшается и при.й =поляризованное реле 8 сноваразомкнет контакт 10 и т.д.15 Начало каждого импульса на выходе генератора совпадает с началомступеней напряжения ц 4 на выходесумматора 7 (фиг. 21,. и 6). Величина импульсацьы л 04 (15)Подставляя равенство (15) в (8),получим Ъ(=цв + ц (2)20Учитывая, что ц= 0; ц( = -цу,3) где иО, 1, 2, "Л. - число периодов изменения напряжения Ц( (фиг .26), 25 Подставив равенство (4) и (3), получимК( цВ Т цЬ, (5) откуда Т30Отрицательное пилообразное напряжение Ц( с выхода интегратора 3 и положительное линейно нарастающее напряжение ц, (фиг. 2 о и 6 ) с вы 35 хода интегратора 6 поступают на первый и второй входы сумматора 7, На выходе сумматора 7 в периоды времени 1 Т, 2 Т,пТ формируются полки ступеней напряжения Щ(фиг. 2 Ъ ) 40Ц 4 =-(Ц(+ Ц) = ЦЬп-ц,Кс 1 = -цкпт (7)оПодставив равенство (6) в (7), 45получимцб и (8)До момента времени 1, контакт 10 поляризованного реле 8 замкнут.Поскольку на выходе сумматора 7 напряжение ц = О, то на выходегенератора напряжение ц = О.В момент времени С = о на входе компаратора 17 суммарное напряжение Ц = О. При этом на выходе 55 компаратора 17 скачком изменится полярность напряжения, и поляризованное реле 8 разомкнет контакт 10.(16)При этом на выходе генератора формируется ступенчатое напряжение.Таким образом, на выходе генератора могут формироваться как импульсы напряжения прямоугольной формы, так и ступенчатое напряжение с крутым фронтом ступеней. Высота импульсов и ступеней согласно 3 1паратора 4 уменьшается и при ц = 0на выходе его скачком изменитсяполярность напряжения. При этомконтакт 13.поляризованного реле 12замыкает накоротко цепь обратнойсвязи интегратора 15, а конденсатор: его разрядится скачком, так как постоянная времени оазряда Т = КС =О,ибо в цепи замкнутого контакта 13сопротивление К = О,При этом напряжение Ц( на выходе интегратора 3 скачком станетравным нулю, на выходе компаратора4 скачком изменится-полярность напряжения на первоначальную, реле 12разомкнет контакт 13, а на выходеинтегратора 3 снова появится линейно убывающее напряжение Щ и т.д.(фиг. 26) цьыхн = цьп (16)Суммарное напряжение Ц 1,-2 на вхо"де компаратора 17ц = ц+ ц( (9)ц =4- цр,х (10)где- коэффициент передачи делителя напряжения 16п 1 Й(Ц= КЦр ЙС = К ЦТп (11)р(,где Т - длительность импульса наивыходе генератора.Подставляя равенства (10) и (11)в (9), получим .цех КпЦвх Т п (12)учитйвая, что при т - г(,ц, =0 (фиг. 2)К(ЦхТн =ЦьхАТиПодставляя равенство (14) в (6),получим Т= с.Т (15)Коэффициент передачи делителяОс А 1.При А = 1 получим максимальноезначение длительности импульсаСоставитель А. МасТехред И. Асталош нко каз бб 21/4 Тираж 698 сударственного комитет елам изобретений и откр ква, Ж, Раушская на ПодписСССРий по113035, М атент", г. Ужгород, ул. Проектная,иал ППП зависимости (15) регулируется только изменением величины входногосигнала П . Период повторенияимпульсов и длительность ступенейрегулируется только изменением коэффициента передачи интеграторов(6). Длительность импульсов регулируется изменением коэффициентапередачи делителя напряжения (15)при фиксированном значении периодаповторения импульсов. Для изменения направления импульсов или ступеней той же полярности с моментавремени (фиг. 3) или полученияимпульсов (ступеней) противополож"ной полярности с момента запуска Г дЮД ц Редактор М. Келеме генератора достаточно трехполюсным,переключателем 2 изменить полярностьнапряжения О, При этом одновременно меняются функцией контакты 5 13, 14 и 10, 11.При необходимости получения одновременно как импульсов, так йступеней напряжения достаточно воспользоваться выходом генератора ивыходом сумматора 7.Предлагаемый генератор имеет дначительно шире функциональные возможности, высокую точность выполнениядополнительных функций при сохранении простоты, что и определяет еготехнико-экономический эффект.