Пороговое устройство

(51)5 Н 03 К 5/ ГОсудАРстВенный кОмитетПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯи Гвв ьсов из сиве ОУ (или ружающей ких предесредлах. нь сра- темпеуменьшевания по- ативного ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР М 1157653, кл. Н 03 К 3/284, 1983. (54) ПОРОГОВОЕ УСТРОЙСТВО (57) Использование: импульсная техника, а именно регенеративные пороговые одновибраторы, предназначенные для работы в широком диапазоне температур окружающей среды, Сущность: пороговое устройство содержит операционный усилитель,Изобретение относится к импульснойтехнике, а именно к регенеративным пороговым одновибраторам, предназначеннымдля работы в широком диапазоне температур окружающей среды,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству являетсяустройство (одновибратор), содержащееоперационный усилитель (ОУ), выход которого через ВС-цепочку положительной обратной связи (ПОС) соединен снеинвертирующим входом и, параллельно,через резистор, с общей шиной, а неинвертирующий вход соединен с общей шинойчерез другой резистор, параллельно которому включен диод.Однако в этом устройстве уровебатывания существенно зависит отратуры окружающей среды,Целью изобретения являетсяние зависимости уровня срэбатырогового устройства - регенер первыи резистор, первыи конденсатор в цепи положительной обратной связи, второй резистор между выходом операционного усилителя и общей шиной, третий резистор, включенный параллельно первому диоду между неинвертирующим входом операционного усилителя и общей шиной. С целью увеличения стабильности порога срабатывания в широком диапазоне температур окружающей среды в режиме формирования коротких импульсов из синусоидального сигнала, введены термореэистор, восемь резисторов, второй и третий конденсаторы, второй, третий и четвертый диоды и источник стабильного напряжения, 3 ил,рмирователя коротких импу соиды, выполненного на ос мпаратора), от температурыы при изменении ее в ши 4Сущность изобретения заключается в рмоделировании зависимости уровня срабатывания одновибратора на основе ОУ оттемпературы и использовании полученной фзависимости для коррекции уровня сраба- Ютывания в широком диапазоне температур дсреды,Для решения атон задачи в пороговое фустройство, содержащее операционныйусилитель (ОУ), первый резистор и первыйконденсатор в цепи положительной обратной связи (ПОС), второй и третий резисторы,первый диод, а также входную и выходнуюшины, дополнительно введены терморезистор, восемь резисторов. второй и третийконденсаторы, второй, третий и четвертыйдиоды и источник стабильного напряжения, 1762401причем терморезистор одним выводом через четвертый резистор подключен к источнику стабильного напряжения, и другим выводам - к общей шине, параллельно терморезистору подключено последовательное соединение пятого и шестого переменного резисторов, а также катод второго и анод третьего диодов, причем анод второго диода через седьмой резистор подключен к источнику стабильного напряжения, а через восьмой резистор - к общей шине, катод третьего диода подключен через девятый резистор к источнику стабильного напряжения, а через десятый резистор . - к общей шине, одиннадцатый резистор включен между движком шестого резистора и инвертирующим входом ОУ, к которому подключен один вывод второго конденсатора, второй вывод которого подключен к выходу источника запускающего синусоидального сигнала, выход ОУ через третий конденсатор подключен к выходной шине, между выходной и общей шинами включены параллельно четвертый диод и двенадцатый резистор, а первые резистор и конденсатор цепи ПОС соединены последовательно,На фиг. 1 приведена электрическая схема предлагаемого устройства: на фиг. 2 - зависимости порогового напряжения от температуры окружающей среды для прототипа (1) и предлагаемого порогового устройства (2) - сплошные линии для ОУ типа 140 УД 6, пунктир - для ОУ типа 140 УД 12; на фиг, 3 - сигналы на входе (А) и выходе ОУ и на выходной шине (В) устройства.Пороговое устройство содержит операционный усилитель (ОУ) 1, первый резистор 2, второй и третий резисторы 3 и 4, первый конденсатор 5, первый диод 6, четвертый резистор 7, термореэистор 8, пятый и шестой резисторы 9. 10, второй и третий диоды 11, 12, седьмой, восьмой, девятый, десятый и одиннадцатый резисторы - соответственно 13, 14, 15, 16, 17, второй конденсатор 18, двенадцатый резистор 19, третий конденсатор 20, четвертый диод 21, источник стабильного напряжения 22, входную шину 23 и выходную шину 24,Изображенные пунктиром на фиг, 1 резисторы могут быть включены для ограничения выходного тока ОУ и уменьшения коэффициента ПОС с целью устранения медленных колебаний на неинвертирующем входе, могущих привести к пропуску отдельных импульсов на грани срабатывания.Назначение разделительного конденсатора 18 - исключить влияние возможного смещения постоянной составляющей науровень срабатывания порогового устройства,Источником стабильного напряжения22 может быть один из источников питания ОУ(в данном случае - отрицательный) - если эти источники имеют высокую стабильность, или - стабилитрон (как показано нафиг, 1 пунктиром),1 пунктиром, может возникнуть при использовании в качестве источника входного сигнала предварительного масштабирующего усилителя на ОУ,Нэ фиг. 3 обозначено: Опр - порог срабатывания устройства; ОА- амплитуда входного сигнала.Устройство работает следуюшим образом.В области средних температур Т, где согласно фиг. 2 зависимость порогового напряжения операционного усилителя ОУ в схеме фиг, 1 от температуры среды имеет наибольший наклон, величина сопротивления термореэистора Вт Щ такова. что оба диода 11, 12 заперты (что достигается соответствующим выбором сопротивлений резисторов 13 - 16), Наклон корректирующей зависимости Укор, Я определяется величивт, - тной Вт= Вот, е т,т 15 20 25 30 где То - 293 К (250 С), Вот - Вт при Т - 0(технологический разброс величин Вот и В 35 для современных терморезисторов СТ 4-16 Ане превосходит для Вот - ф 1, для В+ 5, что облегчит регулировку), величиной суммы линеаризирующих сопротивлений 9, 10 и величиной доли напряжения, подаваемого на инвертирующий вход ОУ с резистора 10.На фиг, 2 штрихпунктиром показанаформа зависимости напряжения, снимаемого с терморезистора (с учетом влияния резисторов 9, 10) при высоких и низких температурах, где зависимость Опр, Щ выражена очень слабо, что при отсутствии диодов 11, 12 приводит к резкой перекоррекции в областях высоких и низких 50 температур, что приводит к искажениям,лишь немного меньшим, чем без коррекции, В предлагаемом же устройстве при высоких температурах, где величина Вт Щ мала, отпирается диод 12, резистор 16 шунтирует терморезистор, причем вследствие этого результирующая величина корректирующего напряжения почти не меняется с температурой, Аналогичным образом устройство работает в области низких температур. где Необходимость в резисторе и диоде в10 цепи входного сигнала, показанных на фиг, 1762401диод 12 заперт, но отпирается диод 11 и терморезистор шунтируется резистором 8,В результате, с резистора 10 на инвертирующий вход подается напряжение смещения Окор (Т) (см. фиг. 2, "беэ коррекции") и, вычитаясь из порогового напряжения ОУ Опор (Т), компенсирует его, уменьшая нелинейность с ч. (12 - 15) (полный размах 25- 30 до(2 - 3) и менее (см, кривые фиг. 2 "с коррекцией"), При этом формируемые импульсы появляются на выходной шине сразу, уже при превышении амплитуды ОА вх над порогом Опор порядка единиц мВ и менее. Указанное уменьшение нелинейности (в 5-6 раз) достигается беэ подбора сопротивлений указанных выше резисторов для ОУ разных типов(140 УД 6, 140 УД 12), а в случае подбора (регулировки) нелинейность может быть уменьшена еще в 2 - 3 раза.Таким образом, предлагаемое устройство выодно отличается от прототипа и (известных), аналогов тем, что позволяет в пять-шесть раз(а при индивидуальной настройке - и более) уменьшить температурную эависймость порога срабатывания в широком диапазоне температур (нап ример, -50+60 С),Формула изобретения Пороговое устройство, содержащее операционный усилитель, первый резистор, первый конденсатор в цепи положительной обратной связи, второй резистор, включенный между выходом операционного усилителя и общей шиной, третий резистор, включенный параллельно первому диоду между неинвертирующим входом операционного усилителя и общей шиной, входную-ЕоГ и выходную шины, о тл ич а ю щеес ятем, что, с целью увеличения стабильности порога срабатывания в широком диапазоне температур окружающей среды в режиме 5 формирования коротких импульсов из синусоидального сигнала, в него введены терморезистор, восемь резисторов, второй и третий конденсаторы, второй, третий и четвертый диоды и источник стабильного на 10 пряжения, причем терморезистор одним выводом через четвертый резистор подключен к источнику стабильного напряжения, а другим выводом - к общей шине, параллельно терморезистору подключены последова 15 тельно соединенные пятый и шестой переменные резисторы, а также катод второго и анод третьего диодов, причем анод второго диода через седьмой резистор подключен к источнику стабильного напряже 20 ния, а через восьмой резистор - к общей шине, катод третьего диода подключен через девятый резистор к источнику стабильного напряжения, а через десятый резистор - к общей шине, одиннадцатый резистор25 включен между движком шестого резистора и инвертирующим входом операционного усилителя, к которому подключен один иэ выводов второ о конденсатора, другой вывод которого подключен к шине запускаю 30 щего синусоидального сигнала, выход операционного усилителя через третий конденсатор подключен к выходной шине, между выходной и общей шинами включены параллельно четвертый диод и двенадцатый35 резистор, а первые резистор и конденсатор цепи положительной обратной связи соединены последовательно,1762401Составитель В,Семеновский Редактор Н.Каменская Техред М.Моргентал Корректор М.Петрова Заказ 3265 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, ЖРаушская наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101