Генератор треугольного напряжения

ЕТЕНИЯ ЕТЕЛЬСТ ыть использовано нии задаюпСих ато ов. ель с технике и мо атораначенинерв 1 пагщээеп 975, й 3,ГО) ГЕНЕРЛТОР ТРЕУГОРЯЖЕНИЯг ) Изобретение отно уль я к ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ПЮТ СССР ОПИСАНИ А В ТОРСНОМУ(71) 31 енэшградский механическийинститут пм. Иаршала СоветскогоСоюза Устинова Д,О,(56) 1 ЕЕЕ Тгапзасоп опадоп апс 1 шсазцтешеп. 1р.259, 1 э.8 11,например, при построеперестраиваемых генер р Цизобретения - повышение симметрии выходного напрлженэся. Цель реа.изуется путем построения устройства наоснове интегратора 1, выполненногона базе усилителя 39, компар 3,детектороп 11, 12 среднего з я,ди 4 к,еренциального каскада 13 оги второго генераторов 5 и 6 тока, ккоторым подавоченьс источник 7 сигнала установки частотьс и источник 8модулируюгсего напряжензся 3 з. пф-лы, 2 ил.Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, при построении задающих перестраиваемых генераторов.Целью изобретения является повышение симметрии выходного напряжения.На фиг.1 приведена структурнаяэлектрическая схема устройства; нафиг.2 - эпюры, поясняющие его работу.Генератор треугольного напряжениясодержит интегратор 1, выход которого соединен с выходной шиной 2 устройства и управляющим входом компаратора 3, первый выход которого соединен с управляющим входом переключателя 4 тока, выход которого подключен к входу интегратора 1, первьп 5 и второй 6 генераторы тока, источник 7 сигнала установки частотыи источник 8 модулирующего напряжения, первый 9 и второй 10 резисторы,первый 11 и второй 12 детекторы среднего значения и дифференциальньп каскад 13, первый и второй управляющиевходы которого соединены, соответственно, с выходом первого 11 и второго12 детекторов среднего значения, третий управляющий вход дифференциального каскада 13 подключен к первому выходу первого генератора 5 тока, первый выход дифференциального каскада .13 соединен с первым управляощцмвходом второго генератора 6 тока,второй выход .- с вторым управляюцимвходом второго генератора 6 тока,первы выход которого соединен с первым сигнальным входом переключателя4 тока, второй сигнальный вход которого соединен с вторым выходом первого генератора 5 тока, управляющийвход которого соединен с вторим выходом второго генератора 6 тока, сигнальный вход которого подклочен квыходу источника 7 сигнала установкичастоты, а третий управляюций входподклоче к выходу источника 8 модулируюцего напряжения, опорньп входкомпаратора соединен через первыйрезистор 9 с общей шиной устройства,а через второй резистор 10 - с первым выходом компаратора 3 и входомпервого детектора 11 среднего значения, второй выход компаратора соединен с входом второго детектора 12среднего значения,Иервьп генератор 5 тока содержитс первого по третий транзисторы14-16 п-р-п-типа,: с третьего10 15 20 25 30 35 40 45 50 по пятый резисторы 17-19, первый источник 20 питания, причем коллек тор первого транзистора 14 соединен с его базой, базами второго и третьего транзисторов 15 и 16 и управляющим входом первого генератора 5 тока, эмиттеры первого-третьего транзисторов 14-16 соединены соответственно через третий-пять резисторы 17-19 с первым источником 20 питания, коллектор второго транзистора 15 подключен к второму выходу, а коллектор третьего транзистора 16 - к первому выходу первого генератора 5 тока.Второй генератор тока содержит с первого по четвертый транзисторы 21-24 р-п-р-типа,: с шестого по десять. резсторы 25-29, конденсатор 30, второй источник 31 питания, причем база первого транзистора 21 р-и-р-типа соединена с базой второго транзистора 22, базой третьего транзистора 23 р-и-р-типа, эмиттером четвертого транзистора 24 и через шестой резистор 25 с вторым источником 31 питания, который через седьмой резистор 26 соединен с эмцттером первого транзистора 21, через восьмой резистор 27 - с эмиттером второго транзистора 22 р-и-р-тцпа и через девятый резистор 28 с эмцттером третьего транзистора 23 р-и-р-типа, эмцттер первого транзистора 21 р-и-р-типа соединен через конденсатор,30 и резистор 29 с третьим управляющим входом второго генератора тока, эмцттеры второго ц третьего транзисторов 22 ц 23 сведиены соответственно с первым ц вторым управллюця входами второго генератора тока, коллектор первого транзистора 21 соединен с сигнальным входом второго генератора 6 тока и базой четвертого транзистора 24 р-и-р-тцпа, коллектор которого соединен с обцей шиной, коллектор второго транзистора 22 соединен с вторь выходом, а коллектор третьего транзистора 23 - с первым выходом второго генератора 6 тока.11 ереклочатель 4 тока содержт четыре диода 32-35, соединенных по схеме диодного моста, причем аноды первого 32 ц второго 33 диодов подключе. ны к первому сцгнальному входу переключателя 4 тока, катод первого диода 32 соединен с анодом третьего диода 34 и управллоо входом переклю 1619382чдтеля 4 тока, катод второго диодл33 соединен с анодом четвертого 1 цогл35 и выходом переключателя 4 токд.ДфФеренцальньп каскад 13 постро 5ен на транзисторах 36 ц 37, интегратор 1 - на конденсаторе 38 и усц(Игетеле 39Устройство работает слеуюги образом. 1 ОПринцп действця геиерлторд треугольного напряжения поясняется временньп диаграглгаглц иа фцг.2, гдепредставлены изменения тока нд сигнальном входе второго генератора бтона (Фиг.2 а), токл через конденсатор 38 интегратора 1 (Фцг.26),.напряг(ения на выходной пнис 2 цг.2 В),опорном входе комиардторл 3 1,(1)цг,2 г),и соответственно нд первом ц Втором 20выходах компараторд 3 1)цг.2 д,е), дтакже токов соответствеиго через первьп и второй вьходь дц)(1)сренццального каскада 13 рцг.2 к,з),В диаграммах ток исто ипкд 7 сгп - 25наяд устднОВки чдстоть ц ток зарядак о идеи с д тор а 38 шгте г р дтор д 1 ирг витыы положительпьп, д ток рл;ряда конденсатора цнтеграторд 1 - отрилтегь 1 ЬП.Различие в уровнях токов дцагрлммФиг.2 а,б учитывает протек(гццс черезпервый и второй управ 15 юг:Ве Входивторого генератора б тог;д выходи хтоков ди(черенгжьиого кдскддл 13. ЗО При положтельцом идпряжешьц на первом выходе комидрдторд 3 первый 32 и четвертый 35 диоды пере(во гдтеля 4 тока закрыты, а Второй 33 и 40 третй 34 диоды открыты, Поэтому ток с первого выхода второго геиерлтора 6 тока протекает через первьп сигнальньп вход переключатепя 4 тока на его выход и заряжает конднсатор 38 интеграто ра.1. При этом ток второго вьссодд первого генератора 5 тока протекает через второй сигнальный вход переключателя 4 тока, третий диод 34 переключателя 4 тока, его унравляюцВ вход и пер вьп выход компаратора 3. Напряжение на выходе интегратора 1 нарастает до тех пор, пока не превысит напряжения иа опорном входе компаратора 3. 11 ри превьппении изменяется состояние компаратора 3 и на первом выходе компаратора появляется Отрицательное напряженке, а на втором выходе - олоюттельиое напряжение. Состояние дцоцог переключателя тока изме(яется ил п 1 н)тцвоположиое: второй 33 ц третий 34 диоды закрываются, д первый 32 ц четвертьп 35 дцоди о тк 1 ьилют с я . В этом со стоян цц через 111,хо) 1 егег(.)пчдте;тя 4 тока протекдет ток Второго ьссодд первого геиердторл 5 тока и проис:;одцт разряд коидсцслторд 38 интегратора 1. Ток первого 111(од( Второго генератора 6 токл прото;ает через открытьп первьп 32 диод переключателя 4 тока в цепь первого нкодл компарлтора 3.11 рц раз ряде кои де исл тора вьгсодиое напряжение шТ( грлторд 1 убивает по линейному злкоиу 5 о тех пор, пока ие стянет г(11(е отрццдтельиого цап)51 жеиц 51 ОИОРногО ВхОДд компд)дто рл 3. 11 рц достцж(циц уклзлиного со- ОТ 01 ЕИ 1 Л ЦЛ 1 Ц)51 Ж(И 1 й ЦЗМСИЯЕТСЯ СО стояние гьомцлрлторл 3 ц перекючдтеля 4 токл ц повторяется заряд кондеисдтол 1 П 1 теи;1 тР(1 1.1 рц рлвсистг(:дрядиого и разрядного токов коД( и( лторл 38 цнтегрд-торл 1, что бес иечгиглется прц согласои;иистц тр;И(ицтороп В первом 5 ц Втором 6 геиерлтордх тока, генердтор треугогцОгО илпряжецця вирлбдть 11)(1(В(г р 5 ж(1 1(. с рд 1 гньгыц скоростягц илрлстлиця ц убыллиня. В этг слу лс илр 5 гж(гиня гьд первом и Втором 1,хо 5 лс коли(трлторд 3 предстднляп)т гелир (гИ(ггрлммг фиг.2 д.е до г (ог и. и тл 1 р егл(.гиС ( ), Вьвсодпие нлцр 5(ОгИ 5 Иерг1 О ц ВторОГО детекто ров срсдисго: Изч(.иця оклзивдютсн В ЭТОМ СЛУ(ге Р;Вг 1 мг Ц Тог( С ПЕРВО го 151,1.од(1 ц(1 ин)го 5 генератора тоса, поступ(го 5)(1 ил третв унрдвляювил вхОд д 1(,)(1 е 11 д)1 иогО каскада 13рдсиредсгцгстся поровну между первым и Вторим Вьг оддгц дц(,д(ереицлльного кдскддл 1311 рц цо(тоиИой сг 1(ост 1(ондеисатора интегратора 1 частота треугольного напряжения пропорциональна току заряда (рдзр)дд), который пропорционален току источника 7 сигнала установки частоты. Прц изменении тока источника 7 в ьпрокх пределах (от десятков мкЛ до десятков МА) несогласованность параметров транзисторов, возникаюцая Ввиду изменения режимов работы транзисторов первого 5 и второго Ь генераторов тока, нарупает равенство тосов заряда и разряда конденсатора интегратора 1 и, какследствие, симметрию выходного треугольного напряжения ввиду различия скоростей нарастая ц убьваия.Для пояснения совместной работы первого и второго детекторов среднего значения, дцфференциального каскада с другими блоками устройства принимаем, что в момент времени1 (Фцг.2) ток источника 7 сигнала установки частоты изменяется в два раза. Прц идеальной работе первого и второго генераторов 5 и 6 токов частота генератора треугольного напряжения увеличивается в два раза (пунктирные линии диаграмм на фиг.2 б,в).Предположив, что ток разряда в интервале (Г - ) превысил ток заряда, получаем нарушение симметрии выходного напряжения (сплошная линия диаграммы Фцг.2 в). Несимметрця выходо 1 о напряжения вызывает отклонение от меандра выходных напряжений компаратора 3 и, следовательно, нарушается равенство вьходньп напряже ний детекторов 11 и .12 среднего значения. Прп этом нарушается равномерное распределение тока первого выхода первого генератора 5 тока в дифференциальном каскаде 13: ток через пер вьп выход увеличвается (сплошная линия Фиг,2 ж), а через второй выход уменьшается (сплошная линия диаграммы на Фиг.2 з), что уменьшает различие токов заряда и разряда конденсат 35 тора 1 (Фиг.2 б) и улучшает симметрию напряжения на выходе (сплошная линия диаграммы на фиг,2 в).Аналогично симметрирование выходного напряжения протекает при час тотно модуляции, когда на третьем управляющем входе второго генератора 6 тока действует модулируюгее напряжение .источника 8,45Следует отметить, что при повышении частоты генератора, вызванном увеличением сигнала источника 7 сигнала установки частоты, уменьшаются выходные напряжения первого и второго детекторов среднего значения (уменьшаются заштрихованнье площади диаграмм на фиг.2 д,ж), что снижает разбаланс дифференциального каскада 13 и уменьшает различие между токами его первого и второго выходов. Компенсация этого явления достигается увеличением тока третьего управляюцего входа дифферецального каскада 13 прц повышении частоты генератора,Формула изобретения1. Генератор треугольного напряжения, содержащий интегратор, выход которого саеднен с выходной шиноц устройства и управляющим входом компаратора, первьп выход которого соединен с управляюцю входом переключателя тока, выход которого подключен к входу интегратора, первый и второц генераторы тока, источник сигнала установки частоты и источник модулируюцего напряжения, первый ц второй резисторы, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения симметрии выходного напряжения, в него введены первьп и второй детекторы среднего значения и дифференциальньп каскад, первьп и второй управляющие входы которого сочинены соответственно с выходами первого и второго детекторов среднего значения, третин управляюг вход дифференциального каскада подклочен к первому выходу первого генератора тока, первый выход диФФеренциального каскада соединен с первым управляющим входом второго генератора тока, второй выход - с вторым управляющи входом второго генератора тока, первый выход которого соединен с первым сигнальным входом перелючателя тока, второй сигнальньп вход которого соединен с вторым выходом первого генератора тока, управляющий вход которого саеднен с вторым выходом второго генератора тока, сигнальный вход которого подключен к выходу источника сигнала установки частоты, а третий управляощ вход подключен к выходу источника одулрующего напряжения, причем опорньп вход компаратора через первьп резистор соединен с обцей шиной устройства, .через второй резистор - с первым выходом компаратора и входом первого детектора среднего значения, второй выход компаратора соединен с входом второго детектора среднего значения.2. Генератор по п.1, о т л ив ч а ю щ и й с я тем, что первый генератор тока содержит первый, второй и третий транзисторы и-р-и-типа, третий, четвертый и пятый резцс 1 Ь 19382торы, причем коллектор первого транзистора и-р-и-типа соединен с его базой, с базой второго и базой третье. го транзисторов и-р-и-типа и управляющим входом первого генератора тока, эмиттеры первого, второго и третьего транзисторов п-р-г.-типа соединены соответственно через третий, четвертый и пятый резисторы с ниной первого источника питания, коллектор второго транзистора подключен к второму выходу, а коллектор третьего транзистора - к первому выходу первого генератора тока3, Генератор по п.1, о т л и - ч а ю ц и й с я тем, что второй генератор тока содержит первый, второй и третий и четвертьп транзисторы р-п-р-тица, шестой, седьмой, восьмой, денятьп и десятьн резисторы и конденсатор, првчем база первого транзистора р-п-р-типа соединена с базой второго транзистора р-п-р-типа, базой третьего транзистора р-и-р - типа,эмнттером четвертого транзистора р-п-р-типа и череэ шестой резистор с шиной второго источника питания, которая через седьмой резистор соединена с эюттсром первого транзистора р-п-р-типа, через восьмой резистор с эмиттсром второго транзистора р-и-р-типа и через девятый резистор с эмиттером третьего транзистора р-п-р-типа, причем эмиттср первого транзистора соединен черезпоследовательно соединенные конденсатор и десятый резистор с третьимуправляющим входом второго генера-тора тока, эмиттер второго и эмиттертретьего транзисторов р-и-р-типа соединены соответственно с первым ивторым управляющими входами второго генератора тока, коллектор пгрного транзистора р-и-р-типа соединен с сигнальным входом второго генератора токаи базой четвертого транзистора р-и-ртипа, коллектор которого соединенс общей шиной, коллектор второго транзистора р-и-р-типа соединен с вторымвыходом, а коллектор третьего транзистора р-п-р-типа - с первым вьходом второго генератора тока.4. Генератор по п.1, о т л и -ч а к щ и й с я тем,что,переключательтока содержит четыре диода, еоедицсцньх цо схеме диодцого моста, причем диоды первого и второго диодов э 5 подкЗппчсц 1 к цсрОму сигнальному13 ходу срс 1 ОООча 1 тсля токА катодытрст,его и четвертого диодов подключены к второму сигнальному входупсрсключателя тока, катод первогодиод сосднцсц с анодом третьего диода и уцрдляюцнм входом переключателя ток, катод второго диода сосдицсц с анодом чствсртого диода и выходом псрсключателя тока.1619382 Редактор Н.Лазаренко евкун КНТ СССР изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул Гагарина, 101 Составитель А.Г Техред М,Дидык Заказ 54 ТиражвНИИПИ Государственного комитета по изобрет113035, Москва, Ж, Раушс ачевКоррек Подписноем и открытиям прнаб., д. 4/5