Генератор пилообразного напряжения

(51)5 ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ав ье НАсной авто-. бип вся воз- составдЗНОГО мости ее необхох источ- риггера Цель ние точн нии зад ВЫХОДНО ю изобретения явля сти при одновреме ния постоянной с о напряжения,тся повышеном упроще- ставляющей ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Научно-исследовательский инститтомат и ки Научно-п роизводственно годинения автоматики(57) Изобретение относится к импультехнике и может быть использовано в Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве генератора пилообразного напряжения с возможностью задания постоянной составляющей выходного напряжения.Известны генераторы пилообразного напряжения, содержащие интегратор и триггер Шмитта, входы и выходы которых замкнуты друг на друга. В известных устройствах отсутствует возможность задания постоянной составляющей выходного напряжения,Наиболее близок к предлагаемому техническому решению генератор пилообразного напряжения, содержащий интегратор на операционном усилителе, выход которого соединен с выходной шиной, триггер Шмитта, прямой и инверсный выходы которого соединены с первым и в 1 орым управляющими входами Формирователя матике и измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности при одновременном упрощении задания постоянной составляющей выходного пйлообразного напряжения. Устройство содержит интегратор с конденсатором 1 в обратной связи ОУ 2, формирователь биполярного тока, содержащий источники 3-5 напряжений, резисторы 6-8, ключи 9 и 10, триггер 11 Шмитта, содержащий компараторы 12 и 13, источник 14 напряжения, общую шину 15 и ВБ-триггер 16, суммирующий интегратор 17, содержащий конденсатор 19. ОУ 20 и резистор 21 и шину 18 задания постоянной составляющей, 3 ил. олярного тока, выход которого соединес ходом интегратора,В известном устройстве имеетможность регулировки постояннойляющей выходного пилообрнапряжения, однако при необходирегулировки в широком диапазонедима регулировка напряжений двуников опорного напряжения тШ митта,Цель достигается тем, что в известный генератор пилообразного напряжения введен интегратор с суммированием, первый вход которого соединен с выходом инте ра тора, выходс входом триггера Имитта, авторой вход - с шиной задания постоянной составляющей выходного напряжения,Вновь введенный интегратор с суммированием выполнен на операционном усилителе с конденсатором в обратной связи и резистор, первый вывод которого соединен с вторым входом интегратора с суммированием, а второй вывод - с инвертирующим входом операционного усилителя, выход и неинвертирующий вход которого соединены соответственно с выходом и первым входом интегратора с суммированием.В устройстве триггер Шмитта выполнен на первом и втором компараторе и ЙЯ-триггере, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с прямым и инверсным выходами триггера Шмитта, а входы установки Я и й - с выходами первого и второго компараторов, неинвертирующий и инеертирующий входы которыхобъединены и соединены с входом триггера Шмитта, инвертирующий вход второго компаратора соединен с общей шиной, а неинвертирующий вход первого компаратора - с шиной опорного напряжения.Функциональная схема предложенного генератора пилообразного напряжения представлена на фиг, 1.Устройство содержит интегратор на конденсаторе 1 и операционном усилителе 2, формирователь импульсов биполярного тока, включающий источники 3 и 4 положительного и отрицательного эталонных напряжений, источник корректирующего напряжения 5. резисторы 6-8. первый и второй ключи 9 и 10. триггер 11 Шмитта, включающий первый и второй компараторы 12 и 13, первую и вторую шины 14 и 15 для подключения опорных напряжений, ЙЯ-триггер 16, и вновь введенный интегратор 17 с суммированием и источник 18 управляющего напряжения.Интегратор 17 с суммированием выполнен на конденсаторе 19, операционном усилителе 20 и резисторе 21.Вход триггера Шмитта образован инеертирующим входом первого компаратора 18 и неинеертирующим входом второго компаратора 13. Неинвертирующий вход первого компаратора 12 подключен к переой шине 14 положительного опорного напряжения. Инеертирующий вход второго компаратора 13 подключен к другой шине 15 опорного напряжения, например с потенциалом, равным нулю; В общем случае шины опорного напряжения 14 и 15 могут быть подключены к любым двум разным потенциалам, причем их разница будет определять размах пилообразного напряжения. Выходы первого 12 и второго 13 компараторов подключены соответственно к инверсным Яи й-входам триггера 16, Прямым и инверсный выходы триггера 16 образуют соответственно прямой и инверсный выходы5 триггера 11 Шмитта и подключены к первому и второму управляющим входам формирователя импульсов биполярного тока,образованных управляющими входами второго 10 и первого 9 ключей соответственно.10 На фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства, где;а - выходное напряжение устройства свыхода операционного усилителя 2 при управляющем напряжении источника 18, рав 15 ном нулю;б - выходное напряжение устройствапри управляющем напряжении источника18, отличном от нуля;в - выходное напряжение интегратора с20 суммированием 17;г - импульсы на выходе первого компаратора 12;д - импульсы на выходе второго компаратора 13;25 е - импульсы на прямом выходе триггера 16,Введенный интегратор с суммированием 1,7 имеет коэффициент передачи:(р) =(1+ 1/р С й),30 где С и й. - параметры конденсатора 19 ирезистора 21.Постоянная времени интегрированияузла 17 выбирается из условия:В СТ,35 где Т - период колебаний пилообразногонапряжения.Работа устройства осуществляется следующим образом.При установке триггера 16 е состояние .40 лог. "0 происходит включение ключа 1 и выключение ключа 9 формирователя импульсов биполярного тока и на выходеинтегратора происходит формирование нарастающего напряжения, При отсутствии45 узла 17 при достижении выходного напряжения интегратора порог срабатыванияпервого компаратора, определяемого потенциалом шины 14. триггер 16 по импульсус выхода компаратора 12 на его устаноеоч 50 ный Я-вход перейдет в состояние лог,"1",При этом происходит включение ключа 9 ивыключение ключа 10, а на выходе интегратора - формирование убывающего напряжения. Форма пилообразного напряжения на55 выходе интегратора будет иметь вид фиг.2 вс постоянным смещением относительно нуля, определяемым опорными потенциаламина шинах 14 и 15. При подключении в устройство узла 17 имеющееся на выходе ин 1758854тегратора постоянное смещение пилообразного напряжения будет измерено и выделено на выводах конденсатора 19 в видедополнительного постоянного опорного напряжения, приложенного к входу триггера Шмитта 11, При этом произойдеткомпенсация постоянный составляющейвыходного напряжения интегратора. Например, при напряжении источника 18 равном нулю постоянное смещение на выходе 10интегратора также будет равно нулю. Появление управляющего напряжения источника 18 приведет к аналогичному постоянномусмещению выходного пилообразного напряжения интегратора как по величине, так 15и по знаку независимо от опорных напряжений на шинах 14 и 15,Таким образом, вновь использованныйинтегратор непрерывно чувствует наличиепостоянной составляющей выходного пилообразного напряжения интегратора, отличнойот постоянного напряжения управляющегоисточника 18, и автоматически сводит это отличие к нулю путем выработки постоянногокорректирующего напряжения на выводах 25конденсатора 19, прикладываемого через выходное напряжение узла 17 к входам компараторов в качестве дополнительногоопорного напряжения.Аналогичными свойствами обладает устройство на фиг. 3. В нем дополнительноразмах пилообразного выходного напряжения определяется отношением сопротивлений первого и второго резисторов 21 и 22 иалгебраической разностью напряжений источников 14 и 15, а постоянная составляющая выходного напряжения - напряжениемисточника 18,Формула изобретения1. Генератор пилообразного напряжения, содержащий интегратор на операционном усилителе, выход которого соединен свыходной шиной, триггер Шмипа, прямойи инверсный выходы которого соединены спервым и вторым управляющими входами 45формирователя биполярного тока, выходкоторого соединен с входом интегратора,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности при одновременном упрощении задания постоянной составляющей выходного напряжения, в него введен интегратор с суммированием. первый вход которого соединен с выходом интегратора, выход-с входом триггера Шмитта, а второй вход - с шиной задания постоянной составляющей выходного напряжения.2. Генератор по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цЕлью регулировки амплитуды пилообразного напряжения интегратор с суммированием выполнен инвертирующим и содержит операционный усилитель с конденсатором и последовательно соединенным первым резистором в обратной связи и второй резистор, первый вывод которого соединен с первым входом интегратора с суммированием, второй вывод - с инвертирующим вхЬдом операционного усилителя. выход и неинвертирующий вход которого соединены соответственно с выходом и вторым входом интегратора с суммированием,3. Генератор по и,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что интегратор с суммированием содержит операционный усилитель с конденсатором в обратной связи и резистор, первый вывод которого соединен с первым входом интегратора с суммированием, а второй вывод - с инвертирующим входом операционного усилителя, выход и неинвертирующий вход которого соединены соответственно с выходом и вторым входом интегратора с суммированием.4. Генератор по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что триггер Шмитта содержит первый и второй компараторы и ВЯ-триггер, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с прямым и инверсным выходами триггера Шмитта, а входы установки 1 и 0 Я и й - с выходами первого и второго компараторов, неинвертирующий и инвертирующий входы которых обьединены и соединены с входом триггера Шмитта, инвертирующий вход первого компаратора соединен с общей шиной, а неинвертирующий вход второго компаратора - с шиной опорного напряжения, 17588541758854 оставитель В. Мал ехред М,Моргентал рректор Л. Лу Егоров Редак оизводственно-издательский комбинат "Па г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 О Заказ 3011 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035. Москва, Ж, Раушская наб 4/5