Нелинейный конденсатор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 19) О 026284 оНОЗН 1 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 1лв 21) 3002164/182) 31.10.80 6) 30.06.83. Б 72) Л.М.Губарев .Г.Хатунцев и Н 71) Московский ионный институт.С.Малаховордена Ленина аим.Серго Орджоник виаГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1. Берман Л.С. Нелинейная полупроводниковая емкость. М., физматгиз, 1963, с.5-25, рис,10, с.33-38,рис.17, с.45-46, рис.21,2. Марше Ж. Операционные усилители их применение. Пер. с франц. Л.,(54)(57),1. НЕЛИНЕЙНИИ КОНДЕНСАТОР,содержащий операционный усилитель,инвертирующий вход которого соединен через конденсатор с входной шиной уст рой ства, неи нее рт ирующийвход - с общей шиной, а неинвертирующий выход соединен с входной шиной через первый резистор и с неинвертирующим входом через второй резистор, о т л и ч а ю щ и й с я течто, с целью повышения коэффициентта нелинейности вольт-фарадной характеристики, в него дополнительновведен блок управления, сигнальныевходы которого соединены с выходамиусилителя, аналоговые входы - с шинами пороговых напряжений, цифровыевходы - с шинами кодов настройки,а выходы - с управляющими входамивторого резистора, причем управляющий вход первого резистора соединенс шиной модулирующего напряжения,а оба резистора выполнены управляемыми.1026281 20 25 30 35 2. Нелинейный конденсатор йо п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в нем блок управления содержит два компаратора, два элемента выделения фронта, триггер, элемент задержки, элемент ИЛИ и три элемента И-НЕ, причем первые входы компараторов соединены с сигнальными входами блока, вторые входы - с аналоговыми входами блока, а выходы через элементы выделения фронта - с входами триггера, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом 1Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в перестраиваемых фильтрах и фазовращателях, частотных и фазовых модуляторах, а также в параметричес ких усилителях и генераторах.Известны нелинейные конденсаторы, емкость которых нелинейно изменяется в зависимости от величины приложенного к ним управляющего напряжения 1,Недостатком таких конденсаторов является малая емкость, а также незначительный коэффициент нелинейности.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее операционный,: усилитель, конденсатор и два резистора, обладающее эквивалентной емкостью в К раз большей, чем емкость входяще" го в его состав конденсатора 2.Однако устройство характеризуется недостаточной величиной коэффициента нелинейнооти его фольт-фарадной характеристики.Цель изобретения - повышение коэффициента нелинейности вольт-фарадной характеристики конденсатора.Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее операционный усилитель, инвертйрующий вход которого соединен через конденсатор с входной шиной устройства, неинвертирующий вход - с общей шиной, а неинвертирующий выход соединен с входной шиной через первцй первого элемента И-НЕ, второй входкоторого через элемент задержки соединен с выходом первогокомпаратора, а выход - с первым входом второго элементаИ-НЕ, выход которого соединен спервым выходом блока, с вторым выходом которого соединен выход треть.его элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с выходом второгокомпаратора, а вторые входы элемента ИЛИ, второго и третьего элементовИ-НЕ соединены с цифровыми входамиблока,2резистор и с неинвертирующим входомчерез второй резистор, дополнительно введен блок управления, сигнальные входы которого соединены с выходами усилителя, аналоговые входыс шинами пороговых напряжений, цифровые входы - с шинами кодов настройки, а выходы -. с управляющими входами второго резистора, причем управляю 10 щий вход первого резистора соединен с шиной моделирующего напряжения, аоба резистора выполнены управляемыми.Кроме того, блок управления содер.жит два компаратора,два элемента вы 15 деления фронта, триггер, элемент задержки, элемент ИЛИ и три элементаИ-НЕ, причем первые входы компараторов соединены с сигнальными входамиблока управления, вторые входы - с аналоговыми входами блока управления, а выходы - с входами элементоввыделения фронта, выходы которых со единены с входами триггера, выходкоторого соединен с первым входомэлемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, второй вход которого через.элемент задержки соединен с выходомпервого компаратора, а выход - с первым входом второго элемента И-НЕ,выход которого соединен с первымвыходом блока управления, с вторымвыходом которого соединен выходтретьего элемента И-НЕ, первый входкоторого соединен с выходом второгокомпаратора, а вторые входы элемен1026284 3та ИЛИ, второго и третьего элементов И-НЕ соединены с цифровыми входами блока управления.На фиг.1 приведена блок-,схема нелинеиного конденсатора; на Фиг.2 - 5вольт-Фарадные характеристики в зависимости от управляющих напряженийна входах блока управления.Нелинейный конденсатор содержитоперационный усилитель 1, блокуправления, содержащий два компара-,тора 2 и 3, элемент 4 задержки, дваэлемента 5 и 6 выделения Фронта,триггер 7, элемент ИЛИ 8 и три элемента И-НЕ 9-11, два управляемых резистора 12 и 13, конденсатор 14,входную шину 15, шины 16-18 кодов настройки, шину 19 модулирующего напряжения, шины 20 и 21 пороговых напряжений. 20Неинвертирующий вход. операционногоусилителя 1 соединен с общей шиной,инвертирующий вход соединен через конденсатор 14 с входной шиной 1,а егоинверти.рующий и неинвертирующий выходы подклю 25цены к входам коммутаторов 2 и 3 соответственно.Выход компаратора 2 подключен через элемент 6 выделения фронтак первому входу триггера 7 и непосредственно к первому входу элемента 30И-НЕ 11. Выход компаратора 3 подключен через элемент 5 выделения Фронта к второму входу триггера 7 и черезэлемент 4 задержки к второму входуэлемента И-НЕ 9, выход которого сое 35динен с первым входом элемента И-НЕ10. К входам элемента ИЛИ 8 подключены выход триггера 7 и шина 16 кодовнастройки, а его выход соединен с первым входом элемента И-НЕ 9.Вторые входы элементов И-НЕ 10 и11 соединены с шинами 17 и 18 кодовнастройки соответственно. Выходы элементов И-НЕ 10 и 11 подключены к входам управления резистора 12, который 45включен между неинвертирующим выхо- .дом и инвертирующим входом операционного усилителя .1. Неинвертирующийвыход операционного усилителя 1соединентакже с входной шиной1 через управляемый резистор13, вход управления которогоподключен к шине 19 модулирующегонапряжения. Управляющие входы компараторов 2 и 3 подключены соответственно к шинам 20 и 21 пороговыхнапряжений.Нелинейный конденсатор работаетследующим образом. На входную шину 15 подается вход. ное напряжение ОВ,на шины 20 и 21 пороговые; напряжения Опас и О ина шины 16-18 - цифровой код управления, состоящий из напряжений Оу, Оу, О у, а на шину 19 - необходимое модУлиРУющее напРЯжение 1.1 м. Величина емкости, приведенной к входу устройства, определяется соотношением С=сIгде С - емкость конденсатора 14; й,1 и В - сопротивления управля- . емых резисторов 12 и 13 соответственно. Поэтому в зависимости от комбинации управляющих напряжений Оу,02, Оу(кода настройки) могут быть получены различные виды зависимостей сопротивления управляемого резистора 12 от 0 и, соответственно, различные виды вольт-фарадных характеристик С (О) с высоким коэф фициентом нелинейности.Для получения вольт-фарадной характеристики фиг.2 а) на шины 16-18 управления подается код настройки 000 или 1007, и, следовательно, на входы управления управляемого резистора 12 поступает код 11 (например, высокие уровни напряжения ), которому соответствует определеййая величина сопротивления этого резис-, тора. В области значений 10 1 с 10 0 амплитудная характеристика сбалансированного операционного усилителя 1 линейна, функция (О); - сопзй, а следовательно, и С(Ов) = сопзй. ПриООооперационный усилитель входит в режим ограничения и функция К(О) имеет спад. В этом случае вольт-фарадная характеристика устройства - С(О ) имеет аналогичный вид четной функцйи.Для получения вольт-Фарадной характеристики (Фиг.26)на шины 16, 18 и 17 управления подается код настройки 001 или 101) и на входы управления, резистора 12 поступает код 10, которому соответствует также определенная величина сопротивлвния этого резистора, а следовательно,и определенная величина КОвх)и СОру), Если ОВ 1 превысит величину Опо ф, компаратор 2 скачком уменьшит величину, своего выходного напряжения с уровня, соответствующего логической "1", до уровня,соответ26284 еаа ЗИАД Фкеак иР Яррр Цр РЦцрЦр с Ху Ю ИИПИ Заказ 4575/48 Тираж 936 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,1 10 вольт-фарадных характеристик нелинейного конденсатора порядка единиц-де- сятков процентов на милливольт при величине емкости порядка единиц и десятков фарад с коэффициентом пере . крытия по емкости 0-50. Нелинейный конденсатор может применяться частотных и фазовых модуляторах,перестраиваемых фильтрахинфранизких частот,управляемых фазовращателях и особенноперспективноего использование в инфранизкочастотных параметрических уси5 лителях и генераторах, посколькупри этом вследствие высокого коэффициента нелинейности повышается . ихпд,