Генератор импульсов

 

Союз Советскнк

Социалистически я

Ресттублнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИИЛЬСТВУ оч822382 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 0407.79 (2t) 2788998/18-21 с прмсовдиненивм заявкийУ(23) ПрноритетОпубликовано 1504.81,. Бюллетень 89 14 (53)М. Кл.

Н 03 L 1/02

Гвсуяаретвенный юмитет

СССР яо делам изобретеиий я еткрытнй (53) УДК 621 ° 373 (088.8)

Дата опубликования описания 150481 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к импульсной технике и-может быть использовано в системах автоматического управления и регулирования для импульсного управления электромагнитными механизмами.

Известен генератор импульсов, содержащий источник управляющего найряжения, дифференциальный УСилитель, охваченный безынерционной положительной обратной связью, времязадающий. конденсатор в цепи отрицательной об.ратной связи, диодный мост, один выход несимметричной диагонали которого соединен с потенциальной обклад- !5 кой времязадающего конденсатора, в симметричную диагональ диодного моста включены два последовательно соединенных резистора (lje

Наиболее близким к предлагаемому 2() .по технической сущности является генератор импульсов, содержащий источник управляющего напряжения, дифференциальный усилитель, охваченный безынерционной положительной обрат- 25 ной связью, времязадающий конденсатор в цепи отрицательной обратной связи, диодный мост, один выход несимметричной диагонали которого соединен с потенциальной обкладкой вре- 30 мязадающего конденсатора,в симметрич" ную диагональ диодного моста включены два последовательно соединеннЫх резистора, второй выход несимметричной диагонали диодного моста соединен с источником управляющего напряжения, а общая точка соединения упомянутых резисторов подключена к выходу дифференциального усилители (2).

Общим недостатком известных устройств является то, что у них для регулирования коэффициента заполнения с целью стабилизации среднего тока выходных импульсов при изменении напряжения питания необходимо напряжение управляющего источника изменять по определенному закону синхронна с изменением напряжения питания, не совпадающему с законом изменения напряжения питания, что определяет не« достаточную стабильность среднего то- ка импульсов и времени их задержки.

Цель изобретения — повышение ста-, бильности среднего тока импульсов и времени их задержки.

Поставленная цель достигается тем, что в генератор импульсов, содержащий операционный усилитель, выход которого подключен к одному выводу первого зарядного резистора, инВ.A.Конофьев, П.Ф.Цикозин, В.И.Годицкий и И.II.Äüÿêîâ

822382 вертирующий.вход подключен к накопительному конденсатору, а неинвертирующий вход — к выходу делителя напряжения, и времяэадающий конденсатор, одна обкладка которого соединена с обрей шиной, а другая — с катодом диода через параллельно включенные разрядный диод и второй зарядный резистор — c источником питания, введены параллельно соеди- ненные дополните ные диод и первый !О резистор, которые включены между на-. копительным кснденсатором и точкой ссединения второго вывода первого зарядного резистора со входом делителя напряжения и второй дополнию

15 тельный резистор, который включен между анодом диода и накопительным конденсатором.

На чертеже приведена электрическая схема предлагаемого генератора импульсов. 20

Генератор импульсов содержит времязадающий RC-мост, снабженный первым и вторым зарядными резисторами

1,2, времязадающим 3 и накопительным

4 конденсаторами, к входной диагона- 75 ли которого подключен источник питания шиной 5 и общим выводом и вход операционного усилителя б, неинвертирующий вход которого подключен к выходу делителя 7 напряжения на резисторах 8,9. Инвертирующий вход операционного усилителя подключен к потенциальной обклацке накопительного конценсатора 4, а выход — к первому выводу зарядного резистора 1.

К выходной диагонали RC-моста подключен диод 10 катодом к точке соединения второго зарядного резистора

2 и времяэадающего конденсатора 3.

В генератор введены параллельно соединенные дополнительные первый 40 резистор 11 и диод 12, первый вывод которых соединен со вторым выводом зарядного резистора 1 и со вхсдом делителя 7 напряжения, второй — образованный катодом диода и выводом резистора — с потенциальной обкладкой накопительного конденсатора 4 и через второй дополнительно включенный резистор 13 — с анодом диода 10 выходной диагонали RC-моста.В схеме генератора имеется разрядный диод 14, включенный параллельно второму зарядному резистору 2 в проводящем направлении .для тока разряда времязадающего 3 и накопительного 4 конденсаторов при выключении источни- $5 ка питания, а также клемма 15 — выход.

Устройство работает следующим образом.

При подаче питающего напряжения на выходе 15 устанавливается напряжение,.приблизительно равное напряжению источника питания. Это обусловлено тем, что при питании операцион, ного усилителя от одного источника на

его выходе в любом режиме работы может быть .только положительный потенциал, который подается на вход делителя 7 напряжения.

В результате действия положительной обратной связи на выходе операционного усилителя скачком устанавливается напряжение, приблизительно равное напряжению источника питания.

Начинается заряд накопительного" конденсатора 4 от шины 5 источника питания через внутреннее сопротивление операционного усилителя, резистор 1, Йиод 12 шунтированный резистором 11, а времязадающего конденсатора 3-через упомянутые элементы, последовательнс соединенные резистор 13 и диод 10 и резистор 2. Для обеспечения работы устройства постоянная времени RCцепи времязадающего конденсатора должна быть больше постоянной времени RC-цепи накопительного конденсатора. Следовательно, накопительный конденсатор заряжается до входного напряжения делителя 7 минус падение напряжения на диоде 12, однако опрокидывание операционного усилителя не происходит, так как потенциал на втором (неинвертирующем) входе превышает потенциал на третьем (инвертирующем) входе. Это условие автоматически выполняется установкой коэффициента заполнения, при этом величина падения напряжения на резисторе 8 от тока делителя 7 намного меньше напряжения на диоде 12.

Такое состояние удерживается до тех пор, пока в результате заряда времяэадающего конденсатора не наступает равновесие RC-моста, при котором в выходной диагонали ток начинает уменьшаться до нуля ° С этого момента накопительный конденсатор начинает дозаряжаться с постоянной времени RC-цепи времязацающего конденсатора и синхронно с .ним до тех пор, пока не наступает равенство напряжений на дифференциальном входе операционного усилителя. Последний опрокидывается, на его выходе устанавливается низкий уровень остаточного напряжения, а ток в выходной диагонали отсекается обратно смещенным диодом 10. При этом размыкается цепь заряда времязадающего, накопительного конденсаторов и цепь входного тока делителя напряжения. Однако времязадающий конденсатор -продолжает заряжаться через резистор 2 до напряжения источника питания и на дальнейший процесс влияйия не оказывает, так как эта цепь с помощью обратносмещенного диода 10 отключается.

Начинается разряд накопительного конденсатора 4 через резисторы 1,8, 9,11, внутреннее сопротивление операционного усилителя. При снижении напряжения на потенциальной обкладке накопительного конденсатора до уровня остаточного напряжения на выходе операционного усилителя послед822382

Формула изобретения ний опрокидывается и на выходе устанавливается напряжение, приблизительно равное напряжению источника питания. Далее процесс заряда-разряда накопительного конденсатора определяется собственными параметрами элементов RC-цепи.

Таким образом, на выходе устройства устанавливаются незатухающие колебаний прямоугольных импульсов, параметры которых определяются RCэлементами, делителем 7 напряжения и диодом 12. Регулирование,коэффициено та заполнения в пределах от нуля до единицы осуществляется резистором 8.

Крутизна наклона выходной характеристики устанавливается соотношением резисторов 1,9, током заряда накопительного конденсатора и степенью шунтирования диода 12 резистором 11.

При изменении напряжения питания, например при увеличении, увеличивает- 20 ся ток заряда конденсатора, уменьшается сопротивление диода 12 и, соответственно, суммарное сопротивление в цепи заряда накопительного конденсатора, в результате чего процесс заряда последнего ускоряется, длительность импульса уменьшается. Длительность разряда накопительного конденсатора (длительность паузы) при этом увеличивается. Это обусловлено тем, что при увеличении напряжения источника питания синхронно увеличивается напряжение на входе делителя, напряжение на накопительном конденсаторе в момент его сравнения с выходным напряжением делителя, а величина остаточного напряжвния на выходе, до которого разряжается накопительный конденсатор, практически не зависит от напряжения питания.

Следовательно, при увеличении 40 напряжения питания увеличивается амплитуда тока выходных импульсов, уменьшается коэффициент заполнения и, таким образом, средний ток выходных импульсов стабилизируется. 45

Изменением крутизны наклона выходной характеристики достигается необходимая зависимость среднего тока импульсов от изменения напряжения питания.

Стабилизация времени задержки выдачи импульсов при изменении напряжения питания достигается включениеМ в выходную диагональ RC-моста последовательно с диодом 10 дополнитель-ного резистора 13.

Так как нелинейный элемент (диод, 12) включен в проводящем направлении для тока заряда времяэадающего и накопительного конденсаторов с целью изменения коэффициента заполнения, то, очевидно, аналогичное влияние он оказывает и на формирование времени задержки выдачи импульсов при изменении напряжения питания. Влияние диода 12 на стабильность времени задержки проявляется тем больше, чем меньше сопротивление резистора

1 по сравнению с сопротивлением резистора 2, что имеет место в большинстве случаев практического применения.

Введение в выходную диагональ

RC-моста резистора 13 уменьшает составляющую зарядного тока времязадающего конденсатора 3 и, таким образом, достигается стабилизация момен« та наступления равновесия RC-моста, а, следовательно, времени задержки выдачи импульсов при изменении напряжения питания. Изменением сопротивления резистора 13 достигается установка положительных и отрицательных приращений времени задержки выдачи импульсов при изменении напряжения питания или приращения, равного нулю, при котором имеет место наибольшая стабильность.

При равенстве сопротивлений зарядных резисторов.1,2 или в тех случа- ях, когда сопротивление резистора 2 меньше сопротивления резистора 1, стабильность работы устройства обеспечивается при равенстве нулю сопротивления резистора 13.

При включении напряжения питания времязадающий конденсатор 3 разряжается через диод 14 и сопротивление операционного усилителя оказываемое. разрядному току между воеводами подключения источника питания.

Преимуществом предлагаемого генератора с задержкой выдачи импульсов перед известными является то, что в нем с помощью нелинейного элемента, например диода, шунтированного резистором, включенного в цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя последовательно с зарядным резистором в проводящем направлении для тока заряда и образующих одно из плеч RC-моста, достигается стабили.зация среднего тока импульсов, а с помощью резистора, включенного последовательно с диодом в выходную иагональ моста, достигается стабилизация времени задержки выдачи импуль-. сов при изменении напряжения питания.

Генератор импульсов, содержащий операционный усилитель, выход которого подключен к одному выводу первого зарядного резистора, инвертирую" щий вход подключен к накопительному конденсатору, а неинвертирующий входк выходу делителя напряжения, и времязадающий конденсатор, одна обкладка которого соединена с общей шиной, а другая — c катодом диода и через параллельно включенные разрядный диод и второй зарядный резистор с источником питания, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повы822382

Составитель Л.Колосков

Редактор С.Тимохина Техред И.pейвес . Корректор С. щекмар й

Заказ 1894/84 Тираж 988 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óàãîðîä, ул.Проектная, 4 щения стабильности среднего тока импульсов и времени их задержки, в него введены параллельно соединенные дополнительные диод и первый резистор, которые включены между накопительны, конденсатором и точкой соединения второго вывода первого заряд ного резистора со входом делителя напряжения, и второй дополнительный резистор, который включен между анодом диода и накопительным конденсатором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1; Авторское свидетельство СССР

9 429506, кл. Н 03 К 1/18, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

Ю 586546, кл. И 03 К 3/02, 1976.