Генератор импульсов

ао долам изобретений и открытий(72) Авторы изобретен Л.Цукерман и И.И.Линни ЖИВтральное конструкторское бюро с оп 1 тнымйЩВЩрупроизводством АН Белорусской ССР) Заявител 4) ГЕНЕРАТОР ЬСО ой енератора - ть частоты напряжения питаутечки конденсамента.Наиболее бли ия, величины токаора порогового элеабота этого генератора мпульсов ора стаснована на за яде конденсапоследующимтатор, управтройством. ильным токо го через ко разрядомяемый им к предлагаемомущности является гетехническои равнивающим Изобретение относится к импульсн технике и может быть использовано вконтрольно-измерительных приборах и устройствах.Известен генератор импульсов, со держащий последовательно соединенные источник постоянного напряжениярезистор и конденсатор, параллельно которому включен пороговый элемент; работа которого основана на зарядеконденсатора через резистор от истоника постоянного напряжения. При достижении напряжения заряда конденсатора пороговой величины срабатывает пороговый элемент и конденсатор разряжается. Затем цикл повторяется вновь 11,Недостаток такого гзначительная эависимос от нератор импульсов, содержащий стабилизатор тока, выход которого соединен с входом ключевого элемента ипервой обкладкой конденсатора, вторая обкладка которого соединена свыходом ключевого элемента и общейшиной устройства, сравнивающее устройство, состоящее из источника опорного напряжения, один вывод которого подключен к общей шине, операционного усилителя, выход которого через последовательно соединенные диоди четырехполюсник обратной связи,соединен с неинвертирующим входомоперационного усилителя и выходомстабилизатора тока, а управляющийвход ключевого элемента подключен к выходу операционного усилит3 91730Недостатком известного генератора импульсов является нестабильностьчастоты генерации, особенно в диапазоне инранизких частот, где приходится применять конденсаторы большой электрической емкости (часто электролитические), которые имеют низкуютемпературную и временную стабиль-.ность.Цель изобретения - повынение стабильности частоты генерируемых импульсов,Указанная цель достигается тем,что в генератор импульсов, содержащий стабилизатор тока, выход которо,го соединен с входом ключевого элемента и первой обкладкой конденса-,тора, вторая обкладка которого соединена с выходом ключевого элемента иобщей шиной устройства, сравнивающее 20устройство, состоящее из источникаопорого напряжения, один вывод которого подключен к общей нине, операционного усилителя, выход которогочерез последовательно соединенные у 5диод и четырехполюсник обратной свя 1зи соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя и выходом стабилизатора тока, а управляющий вход ключевого элемента подключен к выходу операционного усилителя, дополнительно введены дидференциатор, линия задержки и двухканальныч коммутатор, один вход которогосоединен с вторым выводом источника35опорного напряжения, второй вход -с выходом диААеренциатора, вход которого подключен к выходу стабилизатоца тока, вход линии задержкисоединен. с выходом операционного усилителя, а выход линии задержки подключен к управляющему входу двухканального коммутатора, выход которого соединен с инвертирующим входомоперационного усилителя.На чертеже представлена Аункциональная схема генератора импульсов.Генератор импульсов состоит изстабилизатора 1 тока, диАеренциатора 2, конденсатора 3, элемента 450ключевого, сравнивающего устройства5, содержащего источник 6 опорногонапряжения, усилитель 7 операционный,диод 8, четырехполюсник 9 обратнойсвязи, коммутатор 10 двухканальный,линию 11 задержки. Генератор импульсов работает следующим образом. 4 4В исходном состоянии, когда выход-; ное напряжение усилителя 7 операционного отрицательно, диод 8 и элемент 4 ключевой закрыты. При этом конденсатор 3 заряжается от стабилизатора 1 тока. Напряжение заряда конденсатора 3 поступает на неинвертирующий вход усилителя 7 и на вход ди 4 ферен" циатора 2, При этом выходное напряжение последнего принимает некоторое постоянное значение, так как конденсатор 3 заряжается током стабильным во времени. Выходной сигнал дифференциатора 2 через соответствующий канал коммутатора 10 двухканального поступает на инвертирующий вход усилителя 7.Таким образом, потенциал на инвертирующем входе усилителя 7 остается постоянным, а на неинвертирующем входе линейно нарастает.Йока выходное напряжение диференциатора 2 больше напряжения заряда конденсатора 3, выходное напряжение усилителя 7 отрицательно (формирование напряжения на конденсаторе происходит в положительной полярности), а в коммутаторе 10 канал, через который на инвертирующий вход усилителя 7 поступает напряжение с источника 6 опорного напряжения, заперт. При достижении напряжением заряда кон денсатора 3 величины выходного напряжения диЗЬеренциатора 2 выходное напряжение усилителя 7 становится положительным, диод 8 и элемент 4 открываются, происходит разряд конденсатора 3. Выходное напряжение дифФеренциатора 2 меняет свой знак и в начальный промежуток времениразряда конденсатора удерживает вы" ходкое напряжение усилителя 7 положительным.Через промежуток времени 7 определяемый постоянной времени линии 11 задержки, положительное выходное напряжение усилителя 7 закрывает канал коммутатора 10, через который поступает выходное напряжение диАеренциатора 2, и открывает канал, через который поступает напряжение с источника 6.Таким образом, через диод 8 и четырехполюсник 9 обратной связи, который является резистивным делителем напряжения и. предназначен для придания гистерезиса усилителю 7, работающему в качестве компаратора, на неинвертирующий вход уси5 91730 лителя, 7 поступает напряжение положительной обратной связи и напряже" ние с конденсатора 3 а на инвертирующий вход поступает напряжение с источника б. Величина этого напря" . жения выбирается равной или несколь" ко больней суммы напряжений положительной обратной связи и напряжения насыщения элемента 4.Когда, вследствие разряда конден сатора 3, напряжение непнвертирующего входа .операционного усилителя 7 стает равным или несколько меньшим опорного, поданного с источника б, выходное напряжение усилителя 15 7 вновь становится отрицательным, При этом элемент 4 и диод 8 закрывают" ся и напряжение неинвертирующего входа усилителя 7 снижается на величину напряжения положительной обратной свя 20 зи,. Это обстоятельство приводит к тому, что в начальный момент времени, после изменения полярности выходного напряжения усилителя 7 с поло" жительной полярности на отрицательную 25 выходной сигнал операционного усилителя 7 отрицательный. Конденсатор 3 опять начинает заряжаться от стабилизатора 1 тока. Через промежуток времени ц, определяемый, как указано вы-З 0 ше, постоянной времени линии задеряки, отрицательное выходное напряжение с усилителя 7 закрывает канал коммутатора 10, через который поступает напряжение с источника 6, и от-. крывает канал, через который поступает выходное напряжение диеренциатора 2. Далее работа устройства повторяется, С одной стороны время 7 выбрано таким образом, чтобы за этовремя элемент 4 успел полностью закрыться, конденсатор 3 начал заряжаться и на выходе диЮеренциатора 2 появилось напряжение, пропорциональное скорости заряда конденсатора 3+С другой стороны время 7 удовлет- воряет условиюжабр са,СЕс откуда следует, что 1= к 1, т, е. период генерируемых колебаний не зависит ни от величины тока заряда конденсатора, ни от его электрической емкости, что особенно важно при генерировании колебаний инАранизких частот, где приходится применять конденсаторы больной электрической емкости (часто электролитические); которые имеют низкую температуру и временную стабильность.Использование предлагаемого устройства позволяет повысить стабильность частоты генерируемых колебаний. Генератор импульсов, содержащийстабилизатор тока, выход которогосоединен с входом ключевого элементаи первой обкладкой конденсатора, где Иобс- величина напряжения полор.сь, 50жительной обратной связи,Ес - величина тока заряда конденсатора 3,С - величина электрической емкости конденсатора 3,55Если время 7 не удовлетворяет условию 0), то за это время напряжение на конденсаторе 3 станет большеопорного, подаваемого через комму 4 6татор 10 с источника б, что приводит к ложному переключению усилителя 7.Так как конденсатор 3 заряжается стабильным во времени током, то напряжение на нем в любой момент времени равноЕ 1 с С Ес . (2) где Пс - напряжение на конденсаторе,с - время заряда.Выходное напряжение диФфереициатора 2 равноОа = - дф. =К 1 (Ъ)где 11 - выходное напряжение диФеренциатора,к 1 - коэКициент передачи диФференциатора, т.е. на выходедиАеренциатора устанавливаетсяпостоянньп уровень напряжения, не зависящий отвремениПока 0Ос, элемент 4 закрыт.В момент времени С 1, когда напряжение на конденсаторе 3 становится равным выходному напряжению диАФеренциатора 2, элемент 4 открывается,а конденсатор 3 разряжается. Период колебаний генератора импульсовпрактически равен времени зарядаконденсатора. Для его определениянеобходимо приравнять О =113.1 , 11 : ЕХ к 1 и) Формула изобретенияФ7304 8 аказ 1909/7 Подписи 1 ИИПИ и илиал ППП "Патент", г, Уж ул. Проектная, 4 7 91 вторая обкладка которого соединейа с выходом ключевого элемента и обцей шиной устройства, сравниваюшее устройство, состояшее из источника опорного напряжения, один вывод которого подключен к общей шине, операционного усилителя, выход которого через последовательно соединенные диод и четырехполюсник обратной связи соединен с неинвертируюним входом операционного усилителя и выхо. - дом стабилизатора тока, а управляющий вход ключевого элемента под( кличен к выходу операционного усилителя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения стабильно.сти частоты, дополнительно введены диЫеренциатор, линия задержки и двухканаль 1 вяй коммутатор, один вход которогаф.еоедйнен с вторым выводом источника опорного напряжения, второй вход - с выходом диЮеренциатора,вход которого подключен к выходу стабилизатора тока, вход линии задержкисоединен с выходом операционного усилителя, а выход линии задержки подключен к управляющему входу двухканального коммутатора, выход которого соединен с инвертирующим входом10 операционного усилителя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Вилик Р.В. и др. Импульсныесхемы на динисторах и тиристорах.1 М., "Наука , 196 б, с. 38-39.2. Важенина З.П, и Лудриков З,В.Транзисторные генераторы импульсовмиллисекундного диапазона, М., "Советское радио", 1974, с. 4 б(проя тотип)в