Генератор напряжения треугольной формы

 

Сущность изобретения: устройство содержит операционный усилитель 1, конденсатор 2, два резистивных делителя 3 и 7 напряжения, источник 4 тока, сумматор 5, резистор 6. 3 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (! !) (s!)s Н 03 К 4/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Г (21) 4773655/21 (22) 25,12.89 . (46) 15.07,92. Бюл. N 26 (71) Научно-производственное объединение

"Тайфун" (72) А.M.Êàíäûáêo и В.Г.Чкалов (53) 621.374(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1302422, кл, Н 03 К 4/08, 1985, Авторское свидетельство СССР й. 1387179, кл. Н 03 К 4/06, 198;1.

2 (54) ГЕНЕРАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ТРЕУГОЛЬНОЙ ФОРМЫ (57) Сущность изобретения: устройство содержит операционный усилитель 1, конденсатор 2, два резистивных делителя 3 и 7 напряжения, источник 4 тока, сумматор 5, резистор 6. 3 ил.

1748234

Изобретение относится к импульсной и электронной измерйтельной технике, и может быть использовано в качестве генератора развертывающего напряжения в зондовой диагностике лабораторной и космической плазмы.

Известен генератор напряжения треугольной формы, содержащий операционный усилитель, конденсатор, включенный между инвертирующим входом операционного усилителя и общей шиной генератора, резистивный делитель напряжения, включенный между выходом операционного усилителя и общей шиной генератора, причем к вьаоду резистивного делителя подсоединен неинвертирующий вход операционного усилителя, и резистор, включенный между выходом vr инвертирующим .входом операционного усилителя, Недостатками указанного генератора являются низкие линейность и симметричность выходного напряжения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является генератор напряжения треугольной формы, содержащий операционный усилитель, конденсатор, включенный между инвертирующим входом операционного усилителя и общей шиной генератора, резистивный делитель напряжения, включенный между выходом операционного усилителя и общей шиной генератора, причем к выходу резистивного делителя подсоединен неинвертирующий вход операционного усилителя, и источник тока, включенный между выходом и инвертирующим входом операционного усилителя и состоящий из двух полевых транзисторов и двух резисторов.

Недостатком известного генератора являются низкие линейность и симметричность его выходного напряжения в условиях высокоточных измерений.

Целью изобретения является увеличение линейности и симметричности выходного напряжения генератора путем более качественной стабилизации тока, протекающего через конденсатор, Для достижения указайной цели в генераторе напряжения треугольной формы, содержащем операционный усилитель, конденсатор, включенный между инвертирующим входом операционного усилителя и общей шиной, генератора, резистивный делитель напряжения, включенный между выходом операционного усилителя и общей шиной генератора; причем к выходу резистивного делителя напряжения подсоединен неинвертирующий вход операционного усилителя, и источник тока, включенный между выходом и инвертирующим входом операционного усилителя, источник тока содержит неинвертирующий двухвходовый: . сумматор, резистор и второй резистивный делитель напряжения, причем вход второго

5 резистивного делителя напряжения является первым входом источника тока, выход соединен с первым входом неинвертирующего двухвходового сумматора, второй вход которого является вторым входом источни10 ка тока, соединенным с выходной шиной и инвертирующим входом операционного усилителя, а выход соединен с первым выводом резистора, второй вывод которого является выходом источника тока, На фиг, 1 изображена функциональная

15 схема предлагаемого генератора напряжения треугольной формы; на фиг. 2 — зпюры напряжений, поясняющие его работу; на фиг, 3 — эквивалентная схема, поясняющая работу источника тока.

Генератор напряжения треугольной

20 формы содержит операционный усилитель

1, конденстатор 2, первый резистивный делитель 3 напряжения, источник 4 тока, двух-. входовый неинвертирующий сумматор 5, резистор 6 и второй резистивный делитель

25 7 напряжения. Конденсатор 2 включен меж-. ду инвертирующим входом операционного усилителя 1 и общей шиной генератора, резистивный делитель 3 — между выходом операционного усилителя 1 и общей шиной, 30 K выходу резистивного делителя 3 подсоединен неинвертирующий вход операционного усилителя 1. Первый вход источника 4 тока, которым является вход второго резистивного делителя 7, подключен к выходу, а

35 второй — к инвертирующему входу операционного усилителя 1, Первый вход сумматора

5 соединен с выходом второго резистивного делителя 7, включенного между выходом операционного усилителя 1 и общей шиной

40 генератора, Второй вход сумматора 5, являющийся вторым входом источника 4, соединен с инвертирующим входом операционного усилителя 1, Резистор 6 включен между выходом и вторым входом

45 сумматора 5.

Генератор работает следующим образом.

При подаче питания выходное напряжение операционного усилителя 1 (фиг, 1) оав50 новероятно может оказаться и положительным, и отрицательным, соответствующим его напряжению насыщения+0 (.U<). В этом состоянии генератор находится до момента достижения напряжением U<

55 на конденсаторе 2, заряженном через источник 4 тока (фиг. 1), значения +0О, равного выходному напряжению резистивного делителя 3, Под действием обратной связи

1748234 происходит скачкообразный переход генератора в новое состояние с выходным напряжением операционного усилителя, равным по величине предыдущему значению, но противоположным ему по знаку.

Конденсатор 2 перезаряжается через источник 4 тока до уровня напряжения -1 4. Далее следует очередное опрокидывание генератора и цикл повторяется через одинаковые промежутки времени. При этом напряжение на выходе операционного усилителя 1 имеет прямоугольную форму (эпюра 1 на фиг. 2), а напряжение Uc конденсатора, являющееся выходным напряжением генератора— треугольную (эпюра 2 на фиг, 2), Высокая линейность напряжения Uc достигается за счет высокой стабильности тока, перезаряжающего конденсатор 2. Эта стабильность обеспечивается источником 4 тока. Его основным узлом является неинвертирующий двухвходовый сумматор 5. По отношению к общей шине напряжения на входах сумматора составляют соответственно Uc и 0д(фиг. 3) а на его выходе — U =

=Ос+од, Таким образом, падение напряжения на резисторе 6, определяемое как разность потенциалов его выводов, т.е. U-Ос, в любой момент времени равно Од, Благодаря этому ток через резистор 6 и конденсатор 2 в каждый полупериод выходного напряжения остается неизменным и равным + Од/R, где

R — сопротивление резистора 6.

При использовании предлагаемого генератора треугольного напряжения, например, в качестве генератора развертывающего напряжения для сканирования потенциала зонда, помещенного в плазму, можнО существенно повысить точность снятия вольт-амперных характеристик и исследования их на гистерезис и, таким

5 образом, значительно увеличить качество диагностики плазмы при лабораторных и космических исследованиях.

Формула изобретения

Генератор напряжения треугольной

10 формы, содержащий операционный усилитель, конденсатор, включенный между инвертирующим входом операционного усилителя и общей. шиной, резистивный делитель напряжения, включенный между вы15 ходом операционного усилителя и общей шиной, причем к выходу резистивного делителя напряжения подключен неинвертирующий вход операционного усилителя, и источник тока, включенный между выходом

20 и инвертирующим входом операционного усилителя, отличающийся тем, что,.с целью повышения линейности и симметричности выходного напряжения, источник тока содержит неин вертирующий

25 двухвходовой сумматор, резистор и второй резистивный делитель напряжения, вход которого является первым входом источника тока, выход соединен с первым входом неинвертирующего двухвходового суммато30 ра, второй вход которого является вторым входом источника тока, соединенным с выходной шиной и инвертирующим входом операционного усилителя, а выход соединен с первым выводом резистора, второй

35 вывод которого является выходом источника тока.

1748234

1 с

)V

Составитель А.Смирнов

Техред M.Моргентал Корректор M.Шароаи

Редактор А,Лежнина

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 101

Заказ 2510 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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