Генератор треугольного напряжения

(54) ГЕ НИЯ (57) Из го-цифр испольэ ствах с напряже ТРЕУГОЛ АПРЯЖ брете тся к аналоожет бытьных устройрмнруемогооде, Цель ие относхинке и ванокодирия в электроанием фофровом ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСКОМЪ( СВИДЕТЕЛЬС,ЯО 1531194 изобретения - повышение стабильности амплитуды и частоты формируемогонапряжения и расширение области применения генератора за счет формирования цифрового кода генерируемого напряжения. В генератор треугольногонапряжения, содержащий источник 3двухполярного напряжения и интегратор 5, введены реверсивный счетчик 1,блок 2 управления, блок 4 коррекцииамплитуды и генератор 6 тактовойчастотъ, Это позволяет не только стабилизировать формируемое напряжение,но и получить на выходе его цифровой код. 7 ил.Изобретение относится к аналогоцифровой технике и может быть использовано, например, в электронных устройствах, использующих развертывающие напряжения с кодированием формируемого напряжения в цифровом виде,Цель изобретения - повышение стабильности амплитуды и частоты формируемого напряжения и расширение об- Оласти применения генератора треугольного напряжения эа счет формированияцифрового кода генерируемого напряжения и повышения стабильности амплитуды и частоты Формируемого напряженияНа Фиг, 1 представлена блок-схемагенератора треугольного напряжения,на фиг, 2 - Функциональная схема реверсивного счетчика; на фиг. 3 - то 20же, схема источника двухполярногонапряжения; на фиг, 4 - то же, блока коррекции амплитуды; на Фиг, 5то же, блока управления; на фиг,б -то же, интегратора; на Фиг. 7 25временные диаграммы работы генератора треугольного напряжения.Генератор треугольного напряжения (фиг, 1) содержит реверсиьныйсчетчик 1, блок 2 управления, источник 3 двухполярного напряжения, блок4 коррекции амплитуды, интеграторгенератор 6 тактовой часто;ы,Реверсивный счетчик 1 (Фиг,2) длясемиразрядиого выходного кода содержит два четырехразрядных реверсивныхсчетчика 7 и 8 и предназначен дляформирования цифрового эквивалента(кода) генерируемого треугольного 40напряжения из импульсов тактовой частоты,Источник 3 двухполярного напряжения (фиг. 3) может быть выполнен,например, на аналоговом коммутаторе 9. 45Аналоговый коммутатор 9 представляетсобой четырехканальный аналоговыйключ со схемой управления.Блок 4 коррекции амплитуды (фиг.4)содержит резисторы 10 и 11, определяющие коэффициент передачи напряжения коррекции амплитуды, повторитель напряжения на операционном усилителе 2, коммутатор 13, резистор 14,являющийся времязадающим для интегратора,Блок 2 управления (фиг, 5) содержитинвертор 15, схему И 16, инвертор 17,триггер 18, инвертор 19. Интегратор 5 (фиг. 6) содержит операционный усилитель 20 и включенный в обратную связь операционного усилителя 20 конденсатор 21.Генератор треугольного напряжения работает следующим образом (фиг,7)Связующим элементом цифровой и аналоговой части генератора треугольного напряжения является блок 2 управленияС помощью этого блока осуществляется временная синхронизация работы реверсивного счетчика 1, блока 4 коррекции амплитуды и интегратора 5.При наличии на выходе блока 2 управления потенциала логичской единицы, что соответствует случаю, когда триггер 18 этого блока не включен, реверсивный счетчикработает в режиме суммирования, подсчитывая количество импульсов тактовой частоты. Режим суммирования лля двоичных счетчиков 7 и 8 задается эа счет наличия сигнала логическойна управляющем входе "+1" этой мйкросхемы. При этом на входах "Установка нуля" (К), "Перенос (СУ),Разрешение установки" (РЕ) должны при :тствовать потенциалы логического "0". Одновременно с этим, сигнал логической 1" с выхода блокауправления поступает на управляющий ";од коммутатора 9 источника 3 двухполярного напряжения, что вызывает подключение отрицательного опорного напряжения со входа Х 2 коммутатора 9 к времяэадающему резистору 14 блока 4 коррекции амплитуды. Потенциал логического "0" с выхода "(и+1)-й разряд" реверсивного счетчика 1, поступающий на управляющий вход блока 4 коррекции амплитуды, вызывает подключение времяэадающего резистора 14 к входу интегратора 5 (замыкается сигнальная цепь со входа Х 4 коммутатора 13 на первый выход блока 4 коррекции амплитуды). Инвертирующий интегратор 5 начинает интегрировать входное опорное напряжениеТаким образом, напряжению на аналоговом выходе генератора треугольного напряжения соответствует цифро" вой код на выходе реверсивного счетчика 1 например изменению напряжения от минус 10 до +10 В соответствует изменение емкости реверсивного счетчика 1 от 0 до 128 (7-разрядный выходной код).При достижении счетчиком 1 состояния 128 формируется сигнал логической "1" на выходе "2 ф" (восьмой разряд) этого счетчика, поступающий в блок 2 управления и в блок 4 коррекции амплитуды, В блоке 2 управления по соответствующему фронту импульсов тактовой частоты, поступающих на счетный вход триггера 18 (так как срабатывает схема И 16), происходит срабатывание триггера 18, при этом на его обратном выходе, являющемся выходом блока 2 управления, формируется сигнал логического "0"При этом эа счет подачи на вход " 1" (управляющий вход) реверсивного счетчика 1 15 напряжения логического нуля счетчик 1 производит вычитание входного числа (последовательности импульсов, подаваемой на тактовый вход С) из числа, сформированного к этому моменту вре мени в разрядах (т,е. в данном случае из 128), Одновременно с этим импульс напряжения логической "1" с выхода ("2") реверсивного счетчика 1 вызывает срабатывание коммутатора 13 25 блока 4 коррекции амплитуды, при этом на время действия вышеуказанного импульса к входу интегратора 5 подключается сигнальная цепь с выхода повторителя 12 и отключается цепь 30 от резистора 14. Происходит коррекция амплитуды треугольного напряжения интегратора 5, т,е. к входу интегратора подключается определенное опорное напряжение с коэффициентом передачи, определяемым отношением номиналов резисторов 11 и 10.Повторитель на операционном усилителе 12 необходим для уменьшения постоянной времени установки начальных 40 значений интегратора.Такм образом, в данном случае с периодом 1 с в верхней точке треугольного напряжения на аналоговом выходе генератора треугольного напряжения 45 происходит установка начальных значений интегратора (корректировка амплитуды) и тем самым устранение ошибок интегрирования, возникающих за время одной секунды (один период). Парамет ры ЕС-цепи интегратора подбираются таким образом, чтоды отличие текущего напряжения на выходе интегратора 5 от потенциала "+10 В" в момент корректировки амплитуды было минимальным.В начальный момент работы реверсивного счетчика 1 в режиме вычитания потенциал логической "1" на выходе "(п+1)-й разряд" (выход "2") счетчика снимается, поэтому от входа интегратора 5 отключается напряжение коррекции (рвется сигнальная цепь с выхода повторителя 12 блока 4 коррекции амплитуды) и вновь подключается сигнальная цепь от резистора 14 блока 4 коррекции амплитуды. При этом на резистор 14 с выхода источника 3 двухполярного напряжения поступает опорное напряжение положительной полярности за счет наличия напряжения логического "0" на управляющем входе коммутатора 9 источника 3 двухполярного напряжения, поступающего с выхода блока 2 управления. Напряжение на выходе интегратора 5 начинает изменяться в противоположную сторону (формируется вторая составляющая сигнала треугольной формы). Изменению напряжения от +10 до минус 10 В на аналоговом выходе генератора треугольного напряжения соответствует изменение кода на цифровом выходе генератора от 128-го состояния реверсивного счетчика 1 до нулевого. При достижении реверсивным счетчиком 1 нулевого состояния на выходе переноса "СО" этого счетчика формируется сигнал логического "0", который инвертируется инвертором 19 блока 2 управления и выключает триггер 18 того же блока. При этом на выходе блока 2 управления формируется сигнал логической "1" и так далее.Формула изобретенияГенератор треугольного напряжения, содержащий источник двухполярного напряжения и интегратор, выход которого является аналоговым выходом генератора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения стабильности амплитуды и частоты формируемого напряжения:и расширения области применения генератора за счет формирования цифрового кода генерируемого напряжения, в него введены генератор тактовой частоты, блок управления, реверсивный счетчик и блок коррекции амплитуды, информационные входы которого подключены соответственно к выходам источника двухполярного напряжения и выходу интегратора, выход подключен к входу интегратора, а управляющий вход соединен с первым информационным входом блока управленияи подключен к выходу старшего разряда реверсивного счетчика, выходы младших разрядов которого являются цифровым выходом генератора, выход переноса подключен к второму информационному входу блока управления, тактовый вход которого соединен со счетнымвходом реверсивного счетчика и выходом генератора тактовой частоты, авыход подключен к управлявцим входамисточника двухполярного напряженияи реверсивного счетчика.1531194 Составитель .О. БолдыревГ. Волкова Техред М,Дидык Корректор ява Закаэ 7965/5 ВНИИПИ Госуда одписио и открытиям при ГКНТ СССРб., д. 4/5 венног 113035 оиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина,10 й.РН( рщря ираж 884 омитета по иэобретенияМосква, Ж, Раушская Ъ с ъ Вф