Генератор пилообразного напряжения

ОПИСАНИЕИЗОВРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Соеэ СоветскихСоциалистическихРеспублик рв 993448(22) Заявлено Об 0781 (21) 3312347/18-21с присоеринеиием заявки Нов(23) Приоритет -Опубликовано 3001 ВЗ. Бюллетень йо 4Дата опубликования описания 3001.83 РЦМК з Н 03 К 4/48 Государственный комитет СССР ио дедам изобретений и открытий(0888) Б.А. Бондарь и А.В. Альгинейкий:; "атТомский институт автоматизированных систем ".управления и радиоэлектроники(54) ГЕНЕРАТОР ШОЮОБРАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, в измерительных устройствах.Известен генератор пилообразного напряжения, содержащий последовательно соединенные между шиной питания и общей шиной устройства управляемый зарядный элемент, конденсатор, элемент сравнения, включенный между управляющим входом зарядного элемента и потенциальной обкладкой кон- денсатора,разрядный элемент 1 1.Недостатком устройства является малый диапазон работы, инерционность.Наиболее близким техническим решением является генератор пилообразного напряжения, содержащий последовательно включенные между шиной питания и общей шиной устройства. заряд-. ный управляемый элемент, блок Формирующих конденсаторов и переключатель, элемент сравнения, первый вход которого подключен к шийе выхода устройства, разрядный, элемент, включенный между общей шиной и шиной выхода устройства, первый преобразователь коднапряиение, выход которого подключен ко второму входу элемента сравнения, :вод дифференцирующего элемента под.нлючен к шине выхода устройства, выход - ко входу дифференциального эле"мента, выход которого подключен куправляющему входу зарядного управляемого элемента, второй преобразователь код-напряжение, выход которого подключен к второму входу дифференциального элемента, элемент ввода,блок индикации 2 1.Недостатком устройства являются узкие Функциональные возможности: отсутствие автоматического расчета величины зарядного тока, выбора соответствующего конденсатора, отсутствие возможности установки скважиныимпульсов.Цель изобретения - расширениеФункциональных возможностей устройства.Поставленная цель достигаетсятем, что в генератор пилообразногонапряжения, содержащий последователь-, . но включенные между шиной питания иобщей шиной устройства зарядный управляемый элемент, блок Формирующихконденсаторов и переключатель, элемент сравнения, первый вход которогоподключен к баяне выхода устройстваи выходу зарядного элемента, разряд- О ный элемент, включенный между общейшиной и шиной выхода устройства, первый преобразователь код-напряжение,"выход которого подключен к второмувходу элемента сравнения, вход дифференцирующего элемента подключен кшине выхода устройства, выход - к 5входу дифференциального элемента,выход которого подключен к управля"ющему выходу зарядного управляемогоэлемента, второй преобразователь коднапряжение, выход которого подключен 1 Ок второму входу дифференциальногоэлемента, элемент ввода, блок индикации, введены преобразователь кодвременной интервал, триггер, цифровой решающий блок, вход которого 15соединен с выходом элемента ввода,первый выход - с входом блока индикации, второй выход - с входом второго преобразователя код-напряжение,третий выход - с входом первого преобразователя код-напряжение, четвертый выход - с управляющим входом переключателя, пятый выход - с первымвходом преобразователя код-временнойинтервал, второй вход которого соединен с выходом элемента сравнения ипервым входом триггера, а выход "с вторым входом триггера, выход которого соединен с управляющим входомразрядного элемента,На чертеже приведена структурная ЗОсхема устройства.Устройство содержит шину 1 питания, зарядный управляемый элемент 2,блок 3 Формирующих конденсаторов,переключатель 4, элемент 5 сравнения, 356шину 6 выхода устройства, разрядный элемент 7, первый преобразователь8 код-напряжение, дифференцирующиеэлементы 9 и 10, второй преобразователь 11 код-напрякение, элемент 12ввода, блок 13 индикации, преобразователь 14 код-временной интервал сзадающим генератором 15 частоты,триггер 16, цифровой решающий блок17, выполненный на арифметическомэлементе 18, программном элементе 19,распределительном элементе 20.Устройство работает следующим образом.Ввод информации о требуемых параметрах пилообразного напряжения (ПН)осуществляется с помощью элемента 12ввода любым известным цифровым способом последовательного ввода чисел,соответствующих величине амплитудыимпульсов ПН (Ч ) в вольтах, часто"те повторения импульсов ПН (Гп) в,герцах и их скважности (Ц). 1( известным способам относятся клавишныйручной ввод чисел и электрический(из ЭВМ). Указанная информация по Оступает через блок 17 йа блок 13цифровой индикации для контроля правильности ввода (при ручном вводе),На преобразователь 8 код-напряжениепоступает код числа, соответствующе 65 го устанавливаемой амплитуде импульсов ПН, С выхода этого преобразователя постоянное напряжение, пропорциональное заданной амплитуде, поступает на второй вход элемента 5 сравнения. На первый вход элемента 5сравнения поступает выходное напряжение генератора. В момент равенства ПН с заданным значением Ч на выходе элемента 5 сравнения появляется перепад напряжения, запускающийтриггер 16. Последний открывает раз"рядный элемент 7, и происходит разряд Формируюцего конденсатора из блока 3. Длительность последующей паузыопределяется заданными параметрамиГ и 0, а именно кодом числа, поступающим с пятого выхода блока 17 науправляюций вход преобразователя 14.Перепад напряжения, соответствующийокончанию импульса ПН, поступает с выхода элемента 5 сравнения на второй вход преобразователя 14, открываядоступ импульсам, поступающим с задающего генератора частоты с .некоторой стабильной идостаточно высокойчастотой. Преобразователь 14 можетбыть выполнен, например, по известной схеме на базе реверсивного счетчикаТогда импульсы с выхода генератора 15 поступают на вход обратного счета счетчика, Появление на выходереверсивного счетчика нуля свидетельствует об окончании интервала счета,заданного кодом числа, равного со изаписанного, как было указано, поуправляющей шине счетчика. В результате импульс окончания счета поступает на второй вход триггера, возвращая его (по окончании заданногосо)в исходное состояние. Разрядныйэлемент 7 закрывается, пауза между импульсами ПН кончается и начинается формирование следующего импульса ПН. Из вводимых в элемент 12 ввода чисел величина о определяется из соотношения со = (а - 1)/ГО, вычисление которого осуществляется в арифметическом элементе 18 по программе, записанной в распределительном элементе 19. Согласно той же программе, с целью контроля за правильностью установки и выбора значения скважности О, в блоке 17 производится операция сравнения величины Й с;минимально: допустимой длительностью разряда конденсатораиз блока 3 2 С; - сО. Здесь 2 и Зг, где г - сопротивление открытого разрядного ключа элемента 17. Если указанное условие не выполняется, необходимо выбрать другую величину Ц; Информация об этом поступает в блок 13 индикации из блока 17 по первому . выходу.На вход преобразователя 11 поступает код произведения Ч;ГС;определяющего величину тока И зарядаФормула изобретения выбранного конденсатора С, в блоке 3.В элементе 18 по программе, записанной в программном элементе 19, осуществляется перемножение между собой величин Ч Г и Я, поступающих извводного элемента 12. Затем полученное произведение ЧщГпО последовательно умножается на константы, соответствующие С С 2 С, ,С, входящих в блок 3 конденсаторов. Результат умножения на очередную константу сравнивается счислами, соответствующими предельным допустимым значениям тока (1 , 3, ) управляемого зарядного элемента 14 УщГЮС;3 Номер )-ой константы,удовлетворяющей указанному условию,выводится на переключатель 4, обеспечивающий подключение соответствующего )-го конденсатора. Код же числа,соответствующего получившемуся произведению, поступает, как было указано, на вход 2 преобразователя 11,В результате на выходе генератора формируются импульсы ПН заданнойамплитуды Ч,п с .требуемой частотойповторения Е и скважностью Я.Стабилизация установленной амплитуды (крутизны ) импульсов ПН и линеаризация их прямого хода осуществляется действием отрицательной обрат-ной связи, включающей дифференцирующий элемент 9 и дифференциальныйэлемент 10. Линейность ПН обеспечи- .,вается качеством применяемого зарядного элемента 20. В случае задания .таких параметров ПН, что при максимальной емкости, заложенной в генера- тор, произведение 3 = Ч,Г 0 С ,оказывается все же меньше нижнего преде.ла (т.е. 33 щ. ), на табло индикатора высвечивается число в, равноеколичеству подключаемых конденсаторов, т.е. числу заложенных в блоке.17 констант С . Эта информация, которая может иметь любую визуальнуюформу, свидетельствует о несоответствии заданных параметров возможностям ГПН. В случае превышения значением 3верхнего порога компаратора описанная ситуация повторяетсяОписанный порядок работы во время установления режима предполагает,что переключатель 4 и порядок смены констаит в блоке 17 автоматически устанавливаются в исходное состояние при сбросе (стирании )вводимых в водном элементе 12 данных о требуемых параметрах ПН.Из описания работы генератора следует, что при ручном вводе информации достаточно набрать на обыч ном клавишном наборном поле три числа (Ч 1, Рп, ч) н запустить програм- му Это заметно упрощает процедуру установки режима работы генератора ,по заданным параметрам, снижает вре-. мя подготовки к работе по сравнению с другими известнымиснособами. приэтом точность установки требуемыхпараметров очень высокая и тем выше,чем больше разрядность используемыхцифровых блоков. Расширение диапазо на генерируемых частот достигаетсяза счет использования набора конденсаторов блока 3 с переключателем 4.Теоретически кратность изменениячастоты при Чшсопкой определяется 10 по формуле КвД/1;, где щ "число используемых конденсаторов.Применение решающего блока 17 автоматизирует расчет зарядного тока ивыбор конденсатора из набора, исключая-расчечая необходимость предварительногорасчета параметров импульсов ПН ипроверку их совместимости (корректности задания). Введение автоматизированной установки и регулировкискважности также расширяет функциональные возможности генератора,.что позволяет применять, генератор вавтоматике, измерительной техникепри разлнчных испытаниях и настройке электронных устройств и систем. Генератор пилообразного напряжения, содержаций последовательновключенные между шиной питания иобщей шиной устройства зарядныйуправляемый элемент, блок формирующих конденсаторов и переключатель,элемент сравнения, первый вход которого подключен к шине выхода устройства и выходу зарядного элемента, разрядный элемент, включенныймежду общей шиной:и шиной выходаустройства, первый преобразователь 4 О код-напряжение, выход которого подключен к второму входу элемента сравнения, дифференцирующий элемент,вход которого подключен к шине выхода устройства, выход - к входудифференциального элемента, выходкоторого подключен к управляющему .входу зарядного управляемого элемен"та, второй преобразователь код-напряжение, выход которого подключенк второму. входу дифференциальногоэлемента, элемент ввода, блок инди"нации, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены преобразователь код-временнойинтервал, триггер, цифровой решающий:блок, вход которого соединен с выходом элемента ввода, первый выходс входом блока индикации, второй вы-ход - с входом второго преобраэова О теля код-напряжение, третий выход -.с входом первого преобразователякод-напряжение, четвертый выходс управляющим входом переключателя пятый выход - с первым входом 65 преобразователя код-временной интер993448 вал, второй вход которого соединен с выходом элемента сравнения и первым входом триггера, а выход - с вторым входом триггера, выход которого соединен с управляющим входом разрядного элемента.5чев ектор Е. Рош дписное аз комитета открыти ушская н/75ВНИИпо113 Тираж 934 Государственног елам изобретений 21 осква, Ж, Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9 231600, кл. Н 03 1( 4/50, 15.07.67. 2. Авторское свидетельство СССР 9 470066, кл. Н 03 К 4/48 ", 21.12,72.