Генератор пилообразного напряжения

(51)5 Н 03 К 4/О ИЕ ИЗОБ ОПИСА ТЕН ЕЛЬСТВ К АВТОРСКОМУ СВ(54) Г ПРЯЖ (57) Су держи компа источн управл (10). 9 -торское .Ф.Коня бюро ин и ство ССС8, 1982. ство ССС8, 1974. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетелМ 980262, кл. Н 03 К 4/Авторское свидетелМ 635607, кл. Н 03 К 4/О Изобретение относится к импульсной технике, в частности к синхронизируемым генераторам пилообразного напряжения, и может использоваться в различных радиоэлектронных устройствах, устройствах автоматики и управления.Известен синхронизируемый генератор пилообразного напряжения, содержащий интегратор, компаратор и диодно-резистивные цепи и обеспечивающий нулевую привязку выходного напряжения и его синхронизацию. Недостатком этого устройства является то, что синхронизация выходного сигнала осуществляется одновременно с нулевой привязкой выходного напряжения в начале "прямого" хода "пилы", Это может приводить к искажениям формы пилообразного сигнала (появление "полочки" на нулевом уровне), что во многих случаях является недопустимым,Известно также устройство, содержащее интегратор и компаратор на операциЕНЕРАТОР ПИЛООБРАЗНОГО НАЕНИЯщность изобретения: устройство сот 1 интегратор (1), 2 резистора (2, 4), 1ратор (3), 1 диод (5), 1 коммутируемыйик (7) смещения, 1 общую шину (8), 1яющую шину (9), 1 выходную шину 3-1-10-2-6-3, 3 ил. онных усилителях, источник опорного напряжения на резистивном делителе и ключевой элемент, обеспечивающее формирование несинхронизированного пилообразного напряжения с нулевой привязкой,Недостатком этого устройства я вля ется ф невозможность синхронизации его работы внешним задающим сигналом требуемой 0 частоты и, как следствие, нестабильность СО работы, обусловленная нормальным техно- )( ) логическим разбросом параметром его элементов и их температурным уходом.Целью изобретения является повышение стабильности выходного напряжения при обеспечении его внешней синхронизации.Поставленная цель достигается тем, что в генератор пилообразного напряжения, содержащий интегратор, выход которого соединен с выходной шиной и через резистор с неинвертирующим входом компаратора,выход которого соединен с первым выводом последовательной диодно-резистивной цепочки, и шину управления, введен коммутируемый источник смещения, управляющий вход которого соединен с шиной управления, а первый и второй выводы соединены соответственно с общей шиной и с инвертирующим входом компаратора, неинвертирующий вход которого соединен с вторым выводом диодно-резистивной цепочки, а выход - с входом интегратора.На фиг.1 приведена схеме генератора; на фиг,2 - временные диаграммы его работы; на фиг.3 - пример возможной схемотехнической реализации,Генератор пилообразного напряжения содержит интегратор 1, резистор 2, компаратор 3, резистор 4 и диод 5, образующие диодно-резистивную цепочку б, коммутируемый источник смещения 7, общую 8 и управляющую 9 шины и выходную шину 10,Устройство работает следующим образом,В момент времени 11 напряжение на выходе интегратора 1 и, следовательно, на выходной шине 10 спадает до нулевого уровня (фиг,2 а), При этом напряжение на инвертирующем входе компараторе 3 также спадает до нуля (фиг.2 в).Поскольку в этот момент в соответствии с управляющим синхросигналом на управляющей шине 9 напряжение между выводами коммутируемого источника смещения 7 равно нулю, напряжение на инвертирующем входе компаратора 3 также равно нулю, это вызывает переключение последнего в состояние, при котором на его выходе будет минимальное напряжение - Ч (фиг,2 б).После переключения компаратора открывается диод 5, и напряжение на инвертирующем входе компаратора скачком падаетдо величины- ЛЧ 1=-Ч 82/(В 2+й 4), где Я и К 4 - сопротивление резисторов 2 и 4 соответственно (фиг,2 в), после чего начинает возрастать совместно с увеличением напряжения на выходе интегратора 1. В момент времени 1 з напряжение на инвертирующем входе компаратора 3 становится равным нулю, При этом напряжение на выходе интегратора 1, если пренебречь падением на диоде 5, равно Чо = Чв В/Й 4 Для нормальной работы устройства необходимо, чтобы в некоторый момент времени тг, предшествующий моменту времени тз, на управляющую шину 9 был бы подан синхросигнал, в соответствии с которым напряжением между выводами источника сме 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 щения 7 изменяется от нулевого до некоторого положительного уровня Чоп.Синхросигнал должен сохраняться до некоторого момента времени т 4, следующего за моментом времени тз,На время действия синхросигнала на инвертирующем входе компаратора 3 будет присутствовать положительное напряжение Чоп источника смещения (фиг.2 г), поэтому переключение компаратора произойдет не в момент сз, когда напряжение на его неинвертирующем входе достигает нуля, а позднее - в момент времени т 4 окончания действия синхросигнала, по его заднему фронту, когда напряжение между выводами источника смещения падает до нуля.После переключения компаратора 3 в состояние, при котором на его выходе присутствует максимальное выходное напряжение +Чг (фиг.2 в), в момент времени т 4 диод 5 запирается, и напряжение на неинвертирующем входе компаратора скачком увеличивается до величины, равной амплитуде выходного пилообразного напряжения Чм, При этом напряжение на выходе интегратора 1 начинает уменьшаться, а напряжением на неинвертирующем входе компаратора 3 повторяет напряжение на выходе интегратора 1,В момент времени Ь напряжение на выходе интегратора 1 и соответственно на неинвертирующем входе компаратора 3 достигает нуля, компаратор переключается в состояние, при котором на его выходе будет минимальное выходное напряжение -Ч, и далее процессы повторяются,Для устойчивой работы генератора необходимо, чтобы соблюдалось условие тгзс 4, т.е, необходимо, чтобы напряжение на неинвертирующем входе компаратора пересекало бы нулевой уровень во время действия синхросигнала, а не до его появления и не после.Кроме того, синхронизация возможна лишь тогда, когда частота следования синхросигналов меньше собственной частоты генератора, определяемого значением постоянной интегрирования г интегратора 1, а длительность синхросигнала должна быть не более половины периода его поступления.Определим условия синхронизации генератора, т.е, связь между постоянной интегрирования т интегратора 1, частотой синхронизации и длительностью синхросигнала Ти, Очевидно, что для момента 1 з выполняется условиеЧо =Чт (тз т 1)/ т,но Ч =Ъ ВЯ,- т.е, тз-т 1 = тВ 2/В 4.Примем момент времени 1 за началоотсчета, т,е, примем тих=0, что справедливо,поскольку речь идет о периодических сигналах.Тогда сз = т В 2/В 4.Как уже отмечалось, необходимо, чтобы выполнялось условие т 2 тз, т,е. сг т В 2/В 4,но тг = Т/2-Ти, где Т - период следованиясинхросигналов. Тогда Т/2 - Ти т В 2/В 4,т.е. ТиТ/2 - т В 2/В 4.Для того, чтобы синхронизация генератора осуществлялась бы задним фронтомсинхросигнала, необходимо выполнениеусловие Чв (т 4 - тз)/тЧм.Учитывая, что сд=Т/2, а 1 З= х В 2/В 4;имеем Чд (Т/2 - 7 В 2/В 4)/ 7Чоп.Таким образом, получаем условие синхронизации генератора:Т/2 - 7 В 2/В 4 ТиТ/2Чщ(Т/2 7В 2/В 4)/7Чоп,напряжения, определяющие соотношениямежду частотой генератора, длительностьюсинхросигнала и параметрами схемы. За напряжением Ч с достаточной степенью точности можно принять положительное напряжение источника питания схемы.При соблюдении этих соотношений генератор всегда будет работать синхронно с частотой 1=1/Т без введения каких-либо вспомогательных связей между генератором и источником синхросигнала, т,е. реализуется принудительная синхронизация генератора внешним синхросигналом без искажения формы выходного напряжения, 5 Синхронизация генератора осуществляется по заднему фронту синхронизирую- щего сигнала в точке максимального значения выходного напряжения, что позволяет синхронизировать работу генератора 10 без искажения формы выходного сигнала,обеспечить стабильность частоты выходного сигнала, соизмеримой со стабильностью синхронизирующего сигнала, осуществить жесткую привязку минимального значения 15 выходного сигнала к нулевому уровню.Формула изобретения Генератор пилообразного напряжения,содержащий интегратор, выход которого соединен с выходной шиной и через резистор 20 с неинвертирующим входом компаратора,выход которого соединен с первым выводом последовательной диодно-резистивной цепочки, и шину управления, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью повышения стабиль ности выходного сигнала при одновременном обеспечении внешней синхронизации, в него введен коммутируемый источник смещения, управляющий вход которого соеди-.нен с шиной управления, а первый и второй 30 выводы соединены соответственно с,общейшиной и с инвертирующим входом компаратора, неинвертирующий вход которого соединен с вторым выводом диодно-резистивной цепочки, а выход - с 35 входом интегратора..Максимишинец актор О.Стенина Р А Р Коррек Заказ 2294 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5