Генератор напряжения треугольной формы

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИН 19) 111) 11) 4 Н 03 К 4/06 ВСГСЩйщдяПф,ТЕ, о ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Лрг ти тся к импульстение относи и может быт р, в измерит зоб хни использоваельных устия - расшир жностей за и апр вах о Цель изобретециональных возм печения формир ования после ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Всесоюзный институт по проектированию организации энергетическо 11 11 го строительства Оргэнергострои (72) В.Д.Алексеев(54) ГЕНЕРАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ТРЕУГОЛЬНОЙ ФОРМЫ(57) И ре довательности импульсов с требуемымчислом импульсов устанавливаемой по"тлярности. Для этого в генератор введены элемент ИЛИ-НЕ 9, инверторы 10и 11, токоограничивающий элемент 12.Кроме того, генератор содержит интегратор 1, пороговое устройство 3,триггер 4, элемент И-НЕ 7, шины 8;13, 20 и 21, времяэадающую цепь 22,выполненную на диодах 5 и 6 и регулируемом резисторе 2. В генераторемогут быть использованы различныелогические структуры известных микросхем, различные типы операционныхусилителей, что позволяет формировать двухполярные импульсы. Введение 3новых элементов позволяет значитель 1но расширить функциональные возмож-ности и область применения генерато- Сра. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.юсИзобретение отнносится к импульсной технике, может быть использовано, например, в измерительных устройствах и является усовершенствованием генератора по авт.св. Ф 1166281.Целью изобретения является расши рение функциональных воэможностей за счет обеспечения возможности Формирования последовательности импуль сов с требуемым числом импульсов устанавливаемой полярности.На фиг. приведена структурная электрическая схема генератора; на фиг2 и 3 - предлагаемый генератор 15 с дополнительными элементами; на Фиг,4-6 - эпюры, поясняющие работу генератора.Генератор напряжения треугольной формы содержит интегратор 1, вход 20 которого подключен к выводу регулируемого резистора 2, а выход через пороговое устройство 3 соединен с входом триггера 4, два диода 5 и 6, причем анод одного и катод друго го подключены к выходу триггера 4, .а катод и анод диодов соответственно соединены с выводами регулируемого резистора 2, элемент И-НЕ 7, выход которого соединен с вторым входом 30 триггера 4, первый вход подсоединен с выходу триггера 4, а второй вход элемента И-НЕ 7 соединен с шиной 8 "Запуск", элемент ИЛИ-НЕ 9, первый и второй инверторы 10 и 11 и токоограничивающий элемент 12, включенный между первым входом элемента И-НЕ 7 и выходом триггера 4. Выход элемента ИЛИ-НЕ 9 соединен с третьим входрм триггера 4, первый вход - с первым входом элемента И-НЕ 7, второй вход - с шиной 13 управления и третьим входом элемента И-НЕ 7, третий вход - с выходом первого инвертора 10, вход которого соединен с вторым входом 4 элемента И-НЕ 7, между выходом элемента И-НЕ 7 и вторым входом триггера 4 включен второй инвертор 11. Первый вход второго элемента ИЛИ-НЕ 14 соединен с выходом первого элемен та ИЛИ-НЕ 9, второй вход - с выходом второго инвертора 11, третий вход - с шиной 15 "Останов", прямой выход - с четвертым входом элемента И-НЕ 7, инверсный выход - с четвертым входом первого элемента ИЛИ-НЕ 9. Выход пересчетного устройства 16 подсоединен к шине 15 "Останов", вход "Сброс" - к третьему входу первого элемента ИЛИ-НЕ 9, счетный вход - к первому входу элемента И-НЕ 7. Входами триггера 4 являются шины 17-19, выходами - шины 20 и 21. Диоды 6 и 5 и резистор 2 образуют времязадающую цепь 22.Генератор напряжения работает следующим образом.Для получения треугольных колебаний положительной полярности на шину 13 управления поступает (фиг.1) положительный потенциал (фиг.4 а). При этом функционирование предлагаемого генератора происходит аналогично работе известного. В начальный момент устройство не генерирует из-за наличия запрещающих потенциалов на шине 8 (фиг.4 б) и втором входе (шина 19) триггера 4 (фиг.бв). На третьем входе триггера 4 (шина 18) при этом присутствует потенциал разрешения (фиг.4 г), При поступлении импульса запуска (фиг.4 б) появляется скачок напряжения на шинах 9 и 21 (фиг.4 в, д),фиксирующий состояние элемента И-НЕ 7, За счет изменения состояния триггера 4 на пороговом устройстве 3 появляется скачок напряжения (фиг.4 е). Одновременно с этим выходное напряжение триггера, пройдя времязадающую цепь 22, приводит к началу Формирования положительной ветви треугольного напряжения на выходе интегратора 1 (фиг,4 ж), По достижении предварительно установленного порога на выходе устройства 3 срабатывает триггер 4, и на шинах 20 и 21 появляются скачки напряжения (фиг.4 д). Это приводит к появлению скачка напряжения на выходе устройства 3 (фиг.4 е), а также началу фор мирования другой ветви треугольного напряжения. Колебания продолжаются до тех пор, пока присутствует разре шающий потенциал на шине 8 (Фиг.4 б) и элемент И-НЕ 7 удерживается потенциалом с выхода триггера 4 (фиг.4 д). После снятия этих потенциалов происходит завершение формирования дру-. гой ветви треугольного напряжения.При формировании нулевого потенциала на шине 13 устройство переходит в режим формирования отрицательных треугольных импульсов. Это происходит следующим образом. Изменение потенциала (фиг.4 а) приводит к появлению на шине 19 разрешающего потенциала (фиг.4 в), а на шине 18 - потенциала запрета (фиг.4 г). При50 55 этом происходит изменение состояния на выходе устройства 3, а также начинает формироваться восходящая ветвь треугольного напряжения на выходе интегратора(фиг.4 е и ж соответственно), Однако по завершении формирования треугольного напряжения и достижении заданного порога в устройстве 3 изменения состояния на шине 20 (Фиг.4 з) не происходит из-за наличия потенциала запрета на шине 8.При появлении потенциала разрешения на шине 8 (фиг.4 а) появляется скачок напряжения на шине 18(фиг.чг), который приводит к изменению состояния на шинах 20 и 21 (фиг,4 з, д), а также к скачку напряжения на выходе устройства 3. По - явившийся перепад напряжения на выходе триггера 4 через элемент 12 фиксирует работу элемента ИЛИ-НЕ 9, а также приводит к началу формирования отрицательных треугольных напряжений, Далее работа устройства происходит аналогично описанному с той разницей, что в предыдущем случае по завершении формирования последней ветви треугольного напряжения происходит изменение состояния на шине 20 триггера 4 (фиг.4 з), что в дан - ном случае не наблюдается из-за присутствия запрещающего потенциала (разрешение колебаний закончено) на шинах 8 и 18.Перевод генератора в режим генерирования положительных колебаний происходит следующим образом.Появление положительного (единичного) потенциала на шине 13 (фиг.4 а) приводит к изменению потенциалов на шинах 18 и ,19 (фиг,4 в, г), что, в свою очередь, приводит к изменению потенциалов на выходах триггера (фиг,4 з, д). На выходе устройства 3 появляется скачок напряжения и начинает формироваться нисходящая ветвь треугольного напряжения (фиг.4 е, ж). По достижении заданного порога в устройстве 3 на шине 20 триггера появляется скачок напряжения, который, однако, к дальнейшим колебаниям не приводит из-за потенциала запрета на шине 19.Чередование единичных и нулевых потенциалов на шине 13 (фиг.4) обеспечивает формирование трапецеидальных импульсов на выходе интегратора 1 5 10 15 О 5 30 35 40(фиг.4 ж),что дополнительно расширяет функциональные возможности генератора. Генератор . не только формирует положительные и отрицательные треугольные колебания, но также генерирует импульсы в форме трапеций с заданными параметрами. При этом напряжение к шине 13 может быть приложено от дополнительного мультивибратора (не показан). В устройстве допустимо чередование потенциалов на шине 13 и во время генерирования треугольных импульсов, приводящее к образованию противоположной фазы завершения треугольных колебаний, что может быть использовано при решении ряда проблем исследовательской практики.Логический элемент ИЛИ-НЕ 14 (Фиг.2) позволяет управлять работой генератора по двум шинам, а именно: осуществлять запуск по шине 8, а останов - по шине 15, что значительно расширяет функциональные возможности генератора. В исходном состоянии на шину 15 подается потенциал логической "1", и работа генератора не отличается от описанной, так как на прямом и инверсном выходах присутствуют потенциалы логических "1" и 0" соответственно, приложенные к элементам И-НЕ 7 и ИЛИ-НЕ 9 без изменения алгоритма их работы. Перевод в режим управления работой генератора по второй шине осуществляется путем по." дачи на шину 15 низкого (нулевого) потенциала. Теперь при коротком запускающем импульсе на шине 8 генератор начинает формировать треугольное наПряжение (положительное или отрицательное, в зависимости от потенциала на шине 13), и напряжение с шины 21 триггера 4 через элемент 12 фиксирует начало колебаний треугольного напряжения, состояние одного из элементов И-НЕ 7 или ИЛИ-НЕ 9 соответственно, что влечет за собой образование также на первых двух входахэлемента ИЛИ-НЕ 14, подсоединенныхк шинам 18 и 19 (фиг.4 в, г) нулево"го потенциала, в результате чего наинверсном и прямом выходах появляются фиксирующие работу через обратныесвязи элементов И-НЕ 7 и ИЛИ-НЕ 9единичный и нулевой потенциалы соответственно, не зависящие от дальнейших изменений состояний на шинах8 и 21. Благодаря этому генераторпродолжает вырабатывать напряжение треугольной формы.Для прекращения колебаний генератора необходимо подать потенциал логической "1" на шину 15, что вызовет появление потенциалов 1" и "О" на прямом и инверсном выходах элемента ИЛИ-НЕ 14, фиксация работы элементов ИЛИ-.НЕ 9 и И-НЕ 7 с него прекра щается, л генератор завершает формирование последнего треугольного импульса по описанному алгоритму.Пересчетное устройство 16, подсоединенное выходом к шине 15, обес печивает режим формирования наперед заданного числа импульсов генератора как положительной, так и отрицательной полярностей (фиг.5 и 6, причем эпюры фиг.5 и 6 являются продол жением соответствующих эпюр фиг.4; на них приведены также эпюры: и - напряжение на выходе пересчетного устройства, к и к - напряжения на прямом и инверсном выходах элемента 25 ИЛИ-НЕ 14 соответственно).При формировании последнего импульСа, заданного счетчиком (с предустановом в реверсивном режиме или путем переключения соответствующего вывода 30 с выхода двоично-десятичного дешифратора в одной из известных пересчетных схем), одновременно формируется последний и-й импульс на выходе триггера, который. воздействует на счетный вход устройства 16 через элемент 12. В зависимости от того, по спаду или нарастанию импульсов срабатывает пересчетное устройство, в соответствующий момент (обозначено стрелками 40 в и м на фиг.5 и 6) на его выходе появляется потенциал логической "1", который поступает на элемент ИЛИ-НЕ 14, и по изменению состояния его выходов (фиг.5 к и 6 к) происходит за- ,45 вершение формирования последнего треугольного импульса с номероми. Диапазон вариации числа генерируемых импульсов определяется видом примененного одного из известных счетных 50 устройств. Начальная. установка счетчика производится путем подачи напряжения на его установочный вход с шины запуска через инвертор 1 О.55В схеме генератора могут быть применены различные логические структуры известных микросхем, а также известные типы операционных усилителей,что позволяет формировать двухполярные импульсы относительно потенциалаобщего провода благодаря включениютокоограничивающего элемента 2, которым может быть диод или резисторв зависимости от конкретного конструктивного выполнения генератора.Таким образом, использование изобретения позволяет значительно расширить функциональные возможности генератора., а также область его применения,Формула изобретения1.Генератор напряжения треугольной формы по авт,св. У 1166281, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности формирования последовательности импульсов с требуемым числомимпульсов устанавливаемой полярности,в него введен первый элемент ИЛИ-НЕ,первый и второй инверторы, токоограничивающий элемент, включенный между первым входом элемента И-НЕ и выходом триггера, выход первого элемента ИЛИ-НЕ соединен с третьим входомтриггера, первый вход соединен спервым входом элемента И-НЕ, второйвход - с шиной управления и вторымвходом элемента И-НЕ, третий вход -с выходом первого инвертора, вход которого соединен с третьим входомэлемента И-НЕ, причем между выходомэлемента И-НЕ и вторым входом триггера включен второй инвертор.2.Генератор по п.1, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что в неговведен второй элемент ИЛИ-НЕ, первыйвход которого соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ, второй вход - с выходом второго инвертора, третий вход -с шиной Останов , прямой выход - счетвертым входом элемента И-НЕ, инверсный выход в . с четвертым входомэлемента ИЛИ-НЕ.З.Генератор по пп. и 2, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что в неговведено пересчетное устройство, выход которого подсоединен к шине ОС 1танов, вход сброса подсоединен ктретьему входу элемента ИЛИ-НЕ,счетный вход - к первому входу элемента И-НЕ, 1354402Редактор О.Юрковецка Заказ 5713/ Подписнотета СССР по д3035 крытии кая наб., д. 4 Проектная, 4 изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгор 8 Г 1354402УроЬа лог.1" Фиг Пог. д