Генератор пилообразного напряжения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советских

Социалистических

Республик в 993448 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 060781 (21) 3312347/18-21 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет—

Опубликовано300133. Бюллетень Йо 4

Дата опубликования описания 300183

РЦМК з

Н 03 К 4/48

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (33) gM 621. 373 (088.8) Б.A. Бондарь и A.B. Альгинейкий:; :-;.::-, " - ч

> с.

Томский институт автоматизированных систем . .. управления и радиоэлектроники (72) Авторы изобретения с (73) Заявитель (54 ) ГЕНЕРАТОР ПИЛООБРАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, в измерительных устройствах.

Известен генератор пилообразного напряжения, содержащий последовательно соединенные между шиной питания и общей шиной устройства управляемый зарядный элемент, конденсатор, элемент сравнения, включенный между управляющим входом зарядного элемента и потенциальной обкладкой кон- денсатора, разрядный элемент 1 J.

Недостатком устройства является малый диапазон работы, инерционность.

Наиболее близким техническим решением является генератор пилообразного напряжения, содержащий последовательно включенные между шиной питания и общей шиной устройства-заряд-. ный управляемый элемент, блок формирующих конденсаторов и переключатель, элемент сравнения, первый вход которого подключен к шийе выхода устройства, разрядный, элемент, включенный между общей шиной и шиной выхода устройства, первый преобразователь коднапряжение, выход которого подключен ко второму входу элемента сравнения, :в од дифференцирующего элемента под .нлючен к шине выхода устройства, выход — ко входу дифференциального элемента, выход которого подключен к управляющему Входу зарядного ynpasляемого элемента, второй преобразователь код-напряжение, выход которого подключен к второму входу дифференциального элемента, элемент ввода, блок индикации $2 ).

Недостатком устройства являются узкие функциональные возможности: отсутствие автоматического расчета величины зарядного тока, выбора соответствующего конденсатора, отсутствие возможности установки скважины импульсов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в генератор пилообразного напряжения, содержащий последователь-, - но включенные между шиной питания и общей шиной устройства зарядный управляемый элемент, блок формирующих конденсаторов и переключатель, элемент сравнения, первый вход которого подключен к гжне выхода устройства и выходу зарядного элемента, разрядО .ный элемент, включенный между общей

993448 шиной и шиной выхода устройства, первый преобразователь код-напряжение," выход которого подключен к второму входу элемента сравнения, вход дифференцирующего элемента подключен к шине выхода устройства, выход — к 5 входу дифференциального элемента, выход которого подключен к управляющему выходу зарядного управляемого элемента, второй преобразователь коднапряжение, выход которого подключен 36 к второму входу дифференциального элемента, элемент ввода, блок индикации, введены преобразователь кодвременной интервал, триггер, цифровой решающий блок, вход которого 15 соединен с выходом элемента ввода, первый выход — с входом блока индикации, второй выход — с входом второго преобразователя код-напряжение, третий выход — с входом первого преобразователя код-напряжение, четвертый выход — c управляющим входом переключателя, пятый выход — с первым входом преобразователя код-временной интервал, второй вход которого соединен с выходом элемента сравнения и первым входом триггера, а выходс вторым входом триггера, выход которого соединен с управляющим входом разрядного элемента.

На чертеже приведена структурная - @ схема устройства.

Устройство содержит шину 1 питания, зарядный управляемый элемент 2, блок 3 формирующих конденсаторов, переключатель 4, элемент 5 сравнения, 356 шину 6 выхода устройства, разрядный элемент 7, первый преобразователь

8 код-напряжение, дифференцирующие элементы 9 и 10, второй преобразователь 11 код-напряжение, элемент 12 gQ ввода, блок 13 индикации, преобразователь 14 код-.временной интервал с задающим генератором 15 частоты, триггер 16, цифровой решающий блок

17, выполненный на арифметическом элементе 18, программном элементе 19, распределительном элементе 20.

Устройство работает следующим образом.

Ввод информации О требуемых параметрах пилообразного напряжения (ПН) осуществляется с помощью элемента 12 ввода любым известным цифровым способом последовательного ввода чисел, соответствующих величине амплитуды импульсов ПН (Ч ) в вольтах, частоте повторения импульсов ПН (Fn) в, герцах и их скважности (Q).:< известным способам относятся клавишный ручной ввод чисел и электрический (из ЭВМ). Указанная информация по- 60 ступает через блок 17 на блок 13 цифровой индикации для контроля правильности ввода (при ручном вводе), На преобразователь 8 код-напряжение поступает код числа, соответствующе .g5 го устанавливаемой амплитуде импульсов ПН. С выхода этого преобразователя постоянное напряжение, пропорциональное заданной амплитуде, поступает на второй вход элемента 5 сравнения. На первый вход элемента 5 сравнения поступает выходное напряжение генератора. В момент равенства ПН с заданным значением V, на выходе элемента 5 сравнения появляется перепад напряжения, запускающий триггер 16. Последний открывает разрядный элемент 7, и происходит разряд формирующего конденсатора из блока 3 . Длительность последующей паузы определяется заданными параметрами

Г„ и Q, а именно кодом числа, поступающим с пятого выхода блока 17 на управляющий вход преобразователя 14.

Перепад напряжения, соответствующий окончанию импульса ПН, поступает с выхода элемента 5 сравнения на второй вход преобразователя 14, открывая доступ импульсам, поступающим с задающего генератора частоты с некоторой стабильной и достаточно высокой частотой. Преобразователь 14 может быть выполнен, например, по известной схеме на базе реверсивного счетчика..Тогда импульсы с выхода генератора 15 поступают на вход обратного счета счетчика. Появление на выходе реверсивного счетчика нуля свидетельствует об окончании интервала счета, заданного кодом числа, равного tz u записанного, как было указано, по управляющей шине счетчика. В результате импульс окончания счета поступает на второй вход триггера, возвращая его (по окончании заданного

t0)â исходное состояние. Разрядный элемент 7 закрывается, пауза между импульсами ПН кончается и начинается формирование следующего импульса ПН.

Из вводимых в элемент 12 ввода чисел величина to определяется из соотношения = (Q - 1)/F„Q, вычис-. ление которого осуществляется в арифметическом элементе 18 по программе, записанной в распределительном элементе 19. Согласно той же программе, с целью контроля за правильностью установки и выбора значения скважности Q, в блоке 17 производится операция сравнения величины Й() с:минимально : дОпустимОЙ длительностью разряда конденсатора из блока 3 ZC; - со О. Здесь 2и3г, где г — сопротивление открытого разрядного ключа элемента 17. Если указанное условие не выполняется, необходимо выбрать другую величину Q, Информация об этом поступает в блок

13 индикации из блока 17 по первому . выходу.

На вход преобразователя 11 поступает код произведения Ч„;Г„ С; определяющего величину тока И заряда

993448 выбранного конденсатора С, в блоке 3.

В элементе 18 по программе, записанной в программном элементе 19, осуществляется перемножение между собой величин Ч„„ F„ Q, поступающих из вводного элемента 12. Затем полученное произведение VùF„Q последовательно умножается на константы, соответствующие С,, С,...,С,,С, вхо- . дящих в блок 3 конденсаторов. Результат умножения на очередную константу сравнивается с числами, соответствующими предельным допустимым значениям тока (3 „.„, 3„, „ ) управляемого зарядного элемента 1 „„.„-<

V F„„QC; 4 Э „. Номер i-ой константы, удовлетворяющей указанному условию, выводится на переключатель 4, обеспечивающий подключение соответствующего i-го конденсатора. Код же числа,. соответствующего получившемуся произведению, поступает, как было указано, на вход 2 преобразователя 11.

В результате на выходе генератора формируются импульсы ПН заданной амплитуды Чп с требуемой частотой повторения F и скважностью Q.

Стабилизация установленной амплитуды (крутизны ) импульсов ПН и линеаризация их прямого хода осуществляется действием отрицательной обрат-: ной связи, включающей дифференцирующий элемент 9 и дифференциальный элемент 10. Линейность ПН обеспечи- .. вается качеством применяемого зарядного элемента 20. В случае задания .таких параметров ПН, что при максимальной емкости, заложенной в генератор, произведение 3 „ = Ч Г 0.С „,оказывается все же меньше нижнего предела (т.е. 3 <3щ„„ ), на табло индикатора высвечивается число m, равное количеству подключаемых конденсаторов,.т.е. числу заложенных в блоке.

17 констант С . Эта информация, которая может иметь любую визуальную форму, свидетельствует о несоответствии заданных параметров возможностям ГПН. В случае превышения значением 3 „ верхнего порога компаратора описанная ситуация повторяется

Описанный порядок работы во время установления режима предполагает, что переключатель 4 и порядок смены констаит в блоке 17 автоматически устанавливаются в исходное состояние при сбросе (стирании )вводимых в водном элементе 12 данных о требуемых параметрах ПН.

Из описания работы генератора следует, что при ручном вводе информации достаточно набрать на обыч ном клавишном наборном поле три числа (Ч „, F>, Q) и запустить програм- му.. Это заметно упрощает процедуру установки режима работы генератора ,по -заданным параметрам, снижает вре-. мя подготовки к работе по сравнению с другими известными снособами. при этом точность установки требуемых параметров очень высокая и тем выше, чем больше разрядность используемых цифровых блоков. Расширение диапазона генерируемых частот достигается за счет использования набора конденсаторов блока 3 с переключателем 4.

Теоретически кратность изменения частоты при Ч const определяется (O по формуле К в3„„„„/1„„„;, где m "" число используемых конденсаторов.

Применение решающего блока 17 автоматизирует расчет зарядного тока и выбор конденсатора из .набора, исключая-расче чая необходимость предварительного расчета параметров импульсов ПН и проверку их совместимости (корректности задания). Введение автоматизированной установки и регулировки скважности также расширяет функциональные возможности генератора,. что позволяет применять, генератор в автоматике, измерительной технике прн разлнчных испытаниях и настройке электронных устройств и систем.

Формула изобретения

Генератор пилообразного напряжения, содержащий последовательно включенные между шиной питания и общей шиной устройства зарядный управляемый элемент, блок формирующих конденсаторов и переключатель, элемент сравнения, первый вход которого подключен к шине выхода уст ройства и выходу зарядного элемен|та, разрядный элемент, включенный между общей шиной:и шиной выхода устройства, первый преобразователь

40 код-напряжение, выход которого подключен к второму входу элемента сравнения, дифференцирующий элемент, вход которого подключен к шине выхода устройства, выход — к входу дифференциального элемента, выход которого подключен к управляющемувходу зарядного управляемого элемента, второй преобразователь код-напряжение, выход которого подключен

50 к второму входу дифференциального элемента, элемент ввода, блок индикации, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены преобразователь код-временной интервал, триггер, цифровой решающий: блок, вход которого соединен с вы-ходом элемента ввода, первый выходс входом блока индикации, второй вы- ход — с входом второго преобразователя код-напряжение, третий еыход -. с входом первого преобразователя код-напряжение, четвертый выход с управляющим входом переключате.ля.. пятый выход — с первым входом

65 преобразователя код-временной интер

993448

Составитель A. Горбачев

Редактор A. Ворович Техред E.Õàðèòoí÷èê Корректор Е. -Рошко

Заказ 506/75 Тираж 934 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вал, второй вход которого соединен с выходом элемента сравнения и первым входом триггера, а выход - с вторым входом триггера, выход которого соединен с управляющим входом разрядного элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 231600, кл. Н 03 I(4/50, 15.07.67.

2. Авторское свидетельство СССР

9 470066, кл. Н 03 К 4/48 ", 21.12.72.