Формирователь импульсов из синусоидального напряжения

 

ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ ИЗ СИНУСОИДАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, СОДбржаций операционный усилитель, неин , вертирупций вход соединен с первым выводом первого резистора. а через второй резистор соединен с общей шиной устройства, инвертирую щий вход соединен через третий, резистор с обсмей шиной устройства, отличающийся тем, что, с целью увеличения коэффициента преобразования при одновременном повышении надежности его работы, в негр введена цепь из двух включенных . встречно-последовательно элементов с отрицательным участком вольтамперной характеристики, например туннельных диодов, первый вывод котсфой подключен к входу устройства и второму, выводу первого резис- I тора, второй вывод - к инвертирующему входу устройства. СЛ 00 о 4 fpue.l

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ :К АВТОРСКОМ,Ф, СВЩ ЕТЕЛЬСТВУ

С

О

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3504093/18-21 (22) 22 ° 10.82 (46) 30.11.83. Вюл, В 44 (72) Н.И. Афанасьев (53) 621. 379. 42 (088.8) (56) 1. Алексеенко А.Г. и др. При-. менение прецизионных аналоговых и.с. М., "Радио и связь", 1981, с. 126, рис. 4.8.

2, Авторское свидетельство СССР

9 374725, «л. Н 03 К 6/06, 30.08.67. (54) (57) ФОРИИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ

ИЭ СИНУСОИДАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содер жащий операционный усилитель, неин,вертируищяй вход которого соединен с первым выводом первого резистора, „„Su„„,1 058044 А

MSDi Н 03 К 12/00 / Н 03 К 11 00 а через второй резистор соединен с общей шиной устройства, инвертирующий вход соединен через третий резистор с общей шиной устройства, отличающийся тем, что, с целью увеличения коэффициента преобразования при одновременном повышении надежности его работы, в негр введена цепь иэ двух включенных . встречно-последовательно элементов с отрицательным участком вольтамперной характеристики, например туннельных диодов, первый вывод которой подключен к входу устройства и второму. выводу первого резис.тора, второй вывод - к инвертирующему входу устройства.

1058044

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в преобразовательных устройст» вах.

Известен формирователь импульсов иэ синусоидального напряжения, со- 5 держащий операционный усилитель, неиннертирующий вход которого соединен через первый резистор с общей, шиной устройства, инвертирующий вход - с первым выводом второго резистора, резисторы и конденсаторы (.1g, Недостатки указанного устройства — ограниченность Функциональных возможностей и. его сложность.

Наиболее близким к предлагаемому янляется формирователь импульсов иэ синусоидального напряжения, содержащий операционный усилитель, неиннертирующий вход, которого соединен с первым выводом первого резис- тора, а через второй резистор соединен с общей шиной устройства, иннертирующий вход соединен через третий резистор с общей шиной устройства, Г2 3.

Недостатками известного устройст" ва являются малый коэффициент преобраэонания и низкая надежность его .работы.

Цель изобретения - увеличение коэффициента преобразования при од- 30 нонременном повышении надежности . его работы.

Поставленная цель достигается тем, что в формирователь импульсов из синусоидального напряжения, со- 35 держащий операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с первым выводом первого резистора, а через.второй резистор соединен с общей (анной устройства, ин- 49 вертирующий вход соединен через третий резистор с общей шиной устройства, введена цепь из двух включенных встречно-последовательно элементов с отрицательным участком 45 вольт-амперной характеристики, на пример туннельных диодов, первый вывод которой подключен к входу устройства и второму выводу первого резистора, второй вывод - к инвертирую-50 щему входу устройства.

На Фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства; на Фиг. 2 — эпюры, поясняющие работу устройства. устройство содержит операционный усилитель 1, неинвертирующий вход которого соединен с первым выводом первого резистора 2, а через второй резистор 3 соединен с общей шиной устройства„ инвертирующий вход соединен через третий резистор 4 с общей шиной устройства, цепь иэ двух включенных встречно-йараллельно эле« ментов с отрицательным участком вольт-амперной характеристики, на- 65 пример туннельных диодов 5 и 6, пер- вый вывод которой подключен к входу устройства и второму выводу первого резистора, второй вывод - к иннертирующему входу устройства.

Устройство работает следующим образом.

При подаче на вход преобразователя положительной полуволны напря-. жения (фиг, 2а) напряжение на инвертирующем входе (фиг, 26) операционного усилителя 1 растет быстрее, чем нанеиннертирующем входе, на выходе операционного усилителя появляется отрицательное напряжение насыщения Онас(фиг, 2н). Превышение напряжения на инвертирующем входе определяется следующими причинами.

Для туннельного диода 5 положи. тельное напряжение является обратным, а при обратном напряжении на туннельном диоде его сопротивление очень маленькое и им можно пренебречь, Следовательно, напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя 1 определяется падением напряжения на резисторе 4, которое зависит от вольт-амперной характеристики туннельного диода 6, включенного н прямом направлении. Величина- напряжения на неинвертирующем входе операционного усилителя 1 определяется коэффициентом деления делителя напряжения на резисторах

2 и 3 и по Форме повторяет входную синусоиду.

В момент времени t напряжение на неинвертирующем входе операционного усилителя 1 превышает напряжение на иннертирующем входе, т.е, U>> О + больше Обх оЧ-, и на выходе операционного усилителя 1 появляется положительное напряжение насыще"ия Ойас

Напряжение Ugy +больше напряжения 06„ „ „ так как н этот момент ток через туннельный диод 6 уменьшится нследствие того, что рабочая точка проходит через падающий участок его вольт-амперной характеристики, а значит и уменьшается падение напряжения на резисторе 4, которое определяет напряжение 0 „

При дальнейшем повышении вход- ного напряжения 08 напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя 1 превысит напряжение на его неинвертирующем входе, т.е.

Ug„ больше Оэк О (момент и на фиг. 2а).

Следовательно, на выходе операционного усилителя 1 появляется отрицательное напряжение насыщения О„ас-. НапРяжение Овфо„ превышает 0 „, потому что в этот момент рабочая точка туннельного диода 6 находится на второй восходящей ветви его вольт"амперной характе1058044 ристики, ток через резистор 4 воэрас тает и напряжение на нем равное

ОВ О„ увеличивается.

Операционный усилитель 1 находится в состоянии насыщения с напряже° нием на выходе равным u„ до момента t, когда входное йапряжение

Ов„ уменьшается и напряжение на неинвертирующем входе превышает напряжение на инвертирующем входе, т.е.

ОВК оу + больше Оех о . В э тот момент операционный усилитель 1 переходит в состояние с положительным напряжением насыщеиия на выходе UHä + . При дальнейшем уменьшении входйого напРЯжениЯ ОВх РабочаЯ точка тУннельного диода 6 переходит на падающую ветвь вольт-амперной характеристики и двигается по ней вверх. В момент времени t напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя 1 превышает напряжение на неинвертирующем входе, т.е. 0 „ становится больше ОВ„ „ + и операционный усилитель переходит в состояние насыщения с отрицательным напряжением на выходе 0„

В таком состоянии операционный усилитель 1 находится по момент времени в, когда на вход поступает отрицательная полуволна входно" го напряжения U <. При подаче отрицательной полуволны входного напряжения работа преобразователя происходит как и при подаче положительной полуволны, единственное отличие в том, что мейяются ролями туннельные диоды 5 и б, Туннельный диод б отрицательным выходным напряжением оказывается смещенным в обратном направлении и его сопротивление становится весьма малым. Ток через

Резистор 4 и падение напряжения на нем определяются вольт-амперной характеристикой туннельного диода 5.

В момент времени t напряжение на кнвертирующем входе больше напря» кения на неинверткрующем входе операционного усилителя 1 и он переходит в состояние насыщения с положи тельным напряжением иа выходе Онц .+ так как напряжение на инвертирующем входе растет быстрее напряжения на неинвертирующем входе операционного усилителя 1. В момент времени рабочая точка туннельного диода 5 .движется по нисходящей ветви вольтамперной характеристики, ток через

$0 резистор 4 уменьшается и напряжение на инвертирующем входе становится меньше напряжения на неинвертирующем входе операционного усилителя 1, который переходит в состояние насыщения с отрицательным напряжением на выходе 0„ . В этом состоянии операционный усилитель 1 находится до момента времени t„, когда рабочая точка туннельного диода 5 попадает на вторую восходящую ветвь его вольт-амперной характеристики, и падение напряжения на резисторе 4 превысит падение напряжения на резис

ТОРе 3, т е ОВх Оу больше uâõîyÔ к ОуВ этот момент напряжение íà выходе операционного усилителя 1 меняет свой знак и равно U +.

В момент времени сэ напряжение йа выходе операционного усилителя 1 вновь меняет свой знак и равно

U

При дальнейшем уменьшении вход30 ного напряжения U+„ рабочая точка туннельного диода 5 переходит иа падающую ветвь своей вольт-амперной характеристики и двигается по, ней вверх. В,результате этого в мо35 мент времейи tg напРяжение на неинвертирующем входе US„ox+ больше напряжения на инвертирующем входе

UgÄ „ ;. напряжЕние иа выходе операциоййого усилителя вновь меняет свой знак и становится равным U„ +.

В момент времени е входной

° сигнал ОвхменЯет свой знак на положительный к работа устройства про» исходит как в момент времени т.е. начинается новый период изменения входного напряжения..

Таким образом, предлагаемый преобразоватедь прк помощи одного операционного усилктеля и несколь5О ких дискретных элементОВ пОзвОляет преобразовать из скнусоидального сигнала прямоугольные импульсы упятиренной частоты следования с уменьшенным количеством элементов, что повьваает и надежкость работы устройства.

1058044 Use

g ИМе

Составитель A. Горбачев

Редактор С. Квятковская Текред И. Метелева Корректор М. демчик

Заказ 9599/56 .Тирам 935 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауюская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4