Генератор напряжения треугольной формы

%50 НО ОПИСАНИ ТЕН О е илей. 21,ССР7.79. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.(56) 1. Грэли Дж, Проектированиприменение операционных усилитеИ., "Мир", 1974, с,425, рис,102. Авторское свидетельство СИ 830640, кл, Н 03 К Мсб, 04.(54)(57) ГЕНЕРАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ТРЕУГОЛЬНОЙ ФОРИЬ, содержащий первый ре"зистор, первый вывод которого соединен с выходом операционного усилителяконденсатор, включенный между инвертирующим. входом операционного усилителя и общей шиной устройства, дватокостабилизирующих транзистора разного типа проводимости, коллекторыкоторых соединены с инвертирующим входом.операционного усилителя, два ключевых транзистора разного типа проводимости, базы которых соединены собщейшиной устройства, а коллекторключевого транзистора типа р-и-р - сэмиттером токостабилизирующего транзистора типа п-р-и и с первым выводомвторого резистора, коллектор ключево"го транзистора типа п-,р-п - с эмитте"ром токостабилизирующего транзисторатипа р-и-р и с первым выводом третьего резистора, шину источника отрицательного напряжения, соединенную с первым входом питания операционного усилителя и с базой токостабилизирующего транзистора типа п-р-п, шину источника положительного напряжения, соединенную с вторым входом питания операционного усилителя и с базой токостабилизирующего транзистора типа р"п-р, шину дополнительного источника отрицательного напряжения, подключенную к второму выводу второго резистора, шину дополнительного источника положительного напряжения, подключенную к второму выводу третьего резистора, стабилитрон, катод которого соединен с эмиттером ключевого транзистора типа п-р-п, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью Е .повышения стабильности работы, в него введены первый и второй диоды, четвертый и пятый резисторы, причем второй вывод первого резистора соединен с катодом первого .диода, анодом второго диода и первым выводом четвертого резистора, анод первого диода соединен с анодом стабилитрона и эмит.:,тером ключевого транзистора типа р"п-р, катод второго диода соединен .с катодом стабилитрона и с эмиттером ключевого -транзистора типа и-р-п, второй вывод четвертого резистора соединен с неинвертирующим входом опе" рационного усилителя и с первым выводом пятого резистора, второй вывод которого соединен с общей шиной устройства.Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, в формирующих устройствах,Известен формирователь напряжения, содержащий операционный усилитель, выход которого подключен к одной диагонали мостового элемента, в другую диагональ которого включен стабилитрон задающую ВС цепь1 .Недостатком данного устройства яв ляется ограниченность функциональных возможностей.Наиболее близким к предлагаемому является генератор напряжения тре-. угольной формы, содержащий первый ре зистор, первый вывод которого соединен с выходом операционного усилителя, конденсатор, включенный между инвертирующим входом операционного усилителя и общей шиной устройства, два 2 О токостабилизирующих транзистора разного типа проводимости, коллекторы которых соединены с инвертирующим входом операционного усилителя, два ключевых транзистора разного типа проводимости, базы которых соединены с общей шиной устройства, коллектор ключевого транзистора типа р-и-р. - с эмиттером токостабилизирующего транзистора типа и-р-и и с первым выводом ЗО второго резистора, коплектор ключевого транзистора типа и-р-и - с эмиттером токостабилизирующего транзистора типа р-п-р и с первым выводом третьего резистора, шину источника отри 35 цательного напряжения, соединенную с первым входом питания операционного усилителя и с базой токостабилизирующего транзистора типа п-р-п, шину источника положительного напряжения, соединенную с вторым входом питания операционного усилителя и с базой токостабилизирующего транзистора типа р-п-р, шину дополнительного источника отрицательного напряжения, подключен 45 ную к второму выводу второго резистора, шину дополнительного источника положительного напряжения, подключенную к второму выводу третьего резистора, и стабилитрон, соединенный катодом которого соединен с эмиттером ключевого транзистора типа и-р-и 2.Недостатком известного устройства является низкая стабильность работы, .Цель изобретения - повышение стабильности работы устройства. Поставленная цель достигается тем,что генератор напряжения треугольной формысодержащий первый резистор,первый вывод которого соединен с выходом операционного усилителя конденсатор, включенный между инвертирую щим входом операционного усилителя иобщей шиной устройства, два токостабилизирующих транзистора разного типапроводимости, коллекторы которых соединены с инвертирующим входом операционного усилителя, два ключевыхтранзистора разного типа проводимости,базы которых соединень 1 с общей шиной устройства, коллектор ключевого транзис тора типа р-и-р - с эмиттером токостабилизирующего транзистора типа и-р-и и спервым выводом второго резистора, кол.лектор ключевого транзистора типаи-р-и - с эмиттером токостабилизирую-.щего транзистора типа р-и-р и с первым выводом третьего резистора, шину источника отрицательного напряжения, соединенную с первым входом питания операционного усилителя и с базой токостабилизирующего транзистора типа п-р-п, шину источника положительного напряжения, соединенную с вторым входом питания операционного усилителя ис базой токостабилизирующего транзистора типа р-п-р, шину дополнительного источника отрицательного напряжения, подключенную к второму выводувторого резистора, шину дополнительного источника положительного напряжения, подключенную к второму выводу третьего резистора, стабилитрон, катод которого соединен с эмиттером ключевого транзистора типа п-р-п, введены первый и второй диоды, четвертый и пятый резисторы, причем второй вывод первого резистора соединен с катодом первого диода, анодом второго диода и первым выводом четвертого резистора, анод первого диода соединен с анодом стабилитрона и эмиттером ключевого транзистора типа р-п-р, катод второго диода соединен с катодом стабилитрона и с эмиттером ключевого транзистора типа п-р-п, второй вывод четвертого резистора соединен с неинвертирующим входомоперационного усилителя и с первым выводом пятого резистора, другой вывод которого соединен с общей шиной устройства.На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.Устройство содержит первый резистор 1, операционный усилитель 2 с08 з 10278 шинами 3 и 1 входа, шиной 5 выхода, шинами 6 и 7 питания, токостимулирующие транзисторы 8 и 9, ключевые транзисторы 10 и 11, конденсатор 12, второй резистор 13, третий резистор 1 ч-, 5. шину 15 источника отрицательного напряжения, шину 16 источника положительного напряжения, шину 17 дополнительного источника отрицательного напряжения, шину 18 дополнительного 10 источника положительного напряжения, стабилитрон 19, первый диод 20, второй диод 21, четвертый.резистор 22, пятый резистор 23.15Устройство работает следующим образом.После включения источников питаю щих напряжений на шине 5 выхода операционного усилителя 2 напряжение мо О жет иметь либо положительное, либо отрицательное значение, Пусть, для определенности, напряжениеюкажется положительным. Тогда ток с шины 5 выхода операционного усилителя 2 замыкается на общую шину устройства по цепи: первый резистор 1 - второй диод 2 1 - стабилитрон 19, включенный выходным напряжением операционного усилителя 2 в режим. стабилизации на" пряжения - эмиттерный переход ключевого транзистора 10 типа р-и-р. Напряжение на аноде второго диода 21 равйо сумме напряжения стабилизации стабилитрона 19 и напряжений на пря" мосмещенных втором диоде 21 и эмит" терном переходе ключевого транзистора 10 типа р-и-р. Это напряжение блйзко к напряжению стабилизации стабилитрона 19 и стабильно в заданном температурном диапазоне работы уст 40 ройства. Указанное напряжение подает" ся на реэистивный делитель, образованный четвертым резистором 22 и пя тым резистором 23. Снимаемое с этого делителя напряжение, задающее уровень напряжения на шине 1 входа операцион" .ного усилителя 2, также стабильно. При этом транзистор 10 при заданном значении тока в цепи его эмиттера бу дет насыщен, Напряжение на его коллекторе близко к нулю. Токостабилизирующий транзистор 8 типа и-р-и будет заперт всем напряжением источника отрицательного питающего напряжения, Ток коллектора запертого токостабили зирующего транзистора типа и-р-и прак. тически равен нулю, и он в заряде конденсатора 12 не участвует. Змиттер ный переход ключевого транзистора 11типа о-р-и заперт положительным напряжением, снимаемым с катода включен.ного стабилитрона и близким к напря"жению стабилизации данного стабилитро.на, Поэтому ключевой тоанзистор 11типа п-р-и заперт и не влияет на состояние токостабилизирующего транзистора 9 типа и-р-п . поскольку напряжение дополнительногэ источникаположительного напряжения шина 18)больше напряжения источника положительного питающего напряжения (шина 16), то эмиттерный переход токостабилизирующего транзистора 9 типар-и-р смещен в прямом направлении,Эмиттерный ток этого транзистора задается третьим резистором 11, Коллекторный ток транзистора, работающегов активном режиме, очень, слабо зависит от коллекторного напряжения ипрактически равен эмиттерному току.Этим постоянным коллекторным токомосуществляется заряд конденсатора 12.Напряжение на конденсаторе 12 возрастает со временем по линейному закону.Когда напряжение на конденсаторе 12достигнет уровня напряжения, задайного делителем из резисторов 22 и 23на шине 4 входа операционного усилителя 1, и превысит указанный уровеньна очень малую величину, операционныйусилитель 2 переключится в состояниекогда на его выходе будет другой, отрицательный уровень напряжения.Изменение знака выходного напряжения приведет к следующим переключениям в устройстве.Выходной ток операционного усилителя 2 будет протекать на общую шинуустройства уже по другой цепи: первыйрезистор 1, первый диод 20, анод стабилитрона 19, его катод, эмиттерныйпереход ключевого транзистора 11 типап-р-п, Стабилитрон по-прежнему включен, но уже отрицательным выходнымнапряжением операционного усилителя.Отрицательным напряжением, получаемым на аноде стабилитрона, ключевой транзистор 10 типа р-и-р выключается,Ключевой транзистор 11 типа и-р-и током, протекающим через стабилитрон 19 и эмиттерный переход указанного транзистора.Благодаря насыщению транзистора 11 токостабилизирующий транзистор 9 типа р-п-р выключается и не влияет на1027808 процессы заряда и разряда конденсатора 12.После запирания клюцевого транзи-, стора 10 типа р-и-р токостабилизирующий транзистор 8 типа и-р и вклю чается и переходит в активный режим, Его эмиттерный ток определяется ве" личиной сопротивления второго резистора 13. Коллекторным током данного транзистора будет осуществляться раз ряд конденсатора 12. Напряжение на шине 4 входа ста" новится отрицательным.По мере разряда конденсатора 12 15 напряжение на его верхней обкладке уменьшается по линейному закону,. переходит через нулевой уровень и про" должает уменьшаться далее по тому же линейному закону. Когда отрицательное 20 напряжение на конденсаторе достигнетотрицательного значения, заданного по шине 4 входа операционного усилителя2 с помощью делителя из резисторов 22 и 23, операционный усилитель 2 опять 25 переключается, и напряжение на его выходе скачком изменяется от отрица" тельного уровня до положительного.При этом выходной ток операционного усилителя 2 будет протекать к общей шине устройства через цепь, первый резистор 1, второй диод 21, катод стабилитрона 19, его анод, эмиттерный переход ключевого транзистора 10 типа р-и-р; ключевой транзистор 10 типа р-и-р этим током насыщается; напряжение на катоде стабилитрона 19 оказывается положительным и этим напряжением выключается кпюцевой транзистор 11 типа и-р-и; вследствие вы О клюцения клюцевого транзистора 11 токостабилизирующий транзистор 9 типа р-и-р включается и переходит в актив" ный режим; вследствие насыщения ключевого транзистора 10 типа р-и"р токостабилизирующий транзистор 8 типа и-р-и выключается; с делителя, образованного четвертым резистором 22 и пятым резистором 23, на шину 4 входа операционного усилителя 1 будет пода" ваться положительное напряжение высокой стабильности; диод 20 запирается суммой напряжений, выделяющихся на открытом диоде 21 и включенном стабилитроне 19, конденсатор 12 начинает опять заряжаться коллекторным током транзистора 9, работающего в активном режиме.По мере заряда конденсатора 12 напряжение на его верхней обкладке увеличивается, переходит нулевой уровень и продолжает увеличиваться в положительной области по тому же линейному закону. Когда напряжение на конденсаторе достигнет значения, за" данного делителем на неинвертирующем входе операционного усилителя 2, последний опять переключается, и процессы в устройстве повторяются.Таким образом, на конденсаторе 12 вырабатывается напряжение треугольной формы с участками линейного возрастания и линейного убывания напряжения, При симметрии элементов схемы положительная и отрицательная полуволны этого напряжения симметричны, длительности их одинаковы, время прямого хода треугольника напряжения и время обратного хода также одинаковы. Можно обеспечить и неодинаковое вре" мя прямого и обратного хода, например увеличив коллекторный ток зарядного транзистора 9 типа р"и-р по сравнению с коллекторным током зарядного транзистора 8 типа и-р-р; за сцет, использования неравных по величине сопротивления резисторов 13 и 14 можно получить значенйе прямого хода меньшее, цем значение обратного, Амп. литуда положительной и отрицательнойполуволн при этом останется без изменения и равенство их сохраНится,илиад ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,каз 4754/58 Тир ВНИИПИ Государс по делам изо 113035; Москва, Ж936енногетени5, Ра Подписикомитета СССи открытийская наб., д