Формирователь прямоугольных импульсов

Формирователь прямоугольных импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советским

Соцнатиктмческми

Вес пубюес р»743432 (61) Дополнительное к авт. саид-ву 9 502492 (22) Заявлено 07.1277 (21) 2551160/18-21 с,присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 1506.80. Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 1506.80 (51) м. кл.

Н 03 К 5/01

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 373 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Г.И. Зайдман, N.Ñ, Ройтман и Н.Н. Подкопаев

Научно-исследовательский институт электронной интроскопии при Томском ордена Октябрьской Революции и ордена

Трудового Красного Знамени политехническом институте им. С .М. Кирова (71) Заявитель (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к импульс- . ной технике. Формирователь может найти применение в качестве образцовой меры переменного напряжения.

Для калибровок электронных вольтметров во встроенных поверочных устройствах и т. д. находят применение и перспективны источники прямоугольного напряжения, обладающего П-образной формой (напряжение меандра) .

При П-образной форме три значения напряжения: амплитудное, действующее.и среднее равны. Такое образцовое напряжение можно получить с помощью калибратора. Основой калибра- 15 тора прямоугольного напряжения является формирователь. В формирователях прямоугольного напряжения преобразование постоянного напряжения в напряжение меандра осущест- 20 вляется с помощью транзисторной ключевой схемы.

Известен формирователь прямоугольных импульсов по авторскому свидетельству 9 502492, который формирует на- 25 пряжение меандра и содержит температурно скомпенсированные стабилитроны, переходный конденсатор, баластные резисторы диодного стабилизатора напряжения, транзисторные ключи ти- 30 па р-п-р и транзисторный ключ типа п-р-ri, мультивибратор, симметричный триггер, две ускоряющие RC-цепочки и резисторы.

Принципиальным недостатком такого устройства является повышенная нестабильность выходного напряжения.

Нестабильность выходного напряжения обусловлена главным образом неста- . бильностью динамического сопротивления температурно скомпенсированных стабилитронов, причем изменение динамического сопротивления стабилитрона на нестабильность выходного напряжения оказывает более сильное влияние, чем изменение статического сопротивления, Одним из факторов, вызывающих наибольшую нестабильность динамического сопротивления температурно скомпенсированного стабилитрона является зависимость его динамического сопротивления от температурыа

Вторым принципиальным недостатком известного устройства является пониженная точность калибровки выходного уровня напряжения при варьировании сопротивления резистора нагрузки формирователя импульсов. Данный

;недостаток обусловлен тем, что дина741432 мическое сопротивление температурно скомпенсированных стабилитронов нелинейно н диапазоне токов стабилизации, например для температурно скомпенсированиых стабилитронон типа

Д 818 A - Д 818 Г при изменении токов от 12 до 5 мй динамическое сопротивление возрастает от 12 до 30 Ом.

Если даже сопротивление резистора нагрузки.по величине неизменно, но при этом изменяется частота работы формирователя импульсов, то появляется частотная погрешность. Пониженная точность калибровки уроння выходногс напряжения Формировате1 . я импульсов объясняется тем, что динамическое сопротивление темпера- 15 турно скомпенсированных стабилитронов; например, типа Д 818 E изменяется в диапазоне частот, а именно динамическое сопротивление стабилитрона с ростом частоты увеличивает- Щ ся. Увеличение динамического сопротивления температурно скомпенсированных стабилитронов с ростом частоты объясняется тем, что носители заряда в полупроводниковом материале имеют конечную скорость движения. При использовании температурно скомпенсиронанного стабилитрона для стабилизации постоянного напряжения скорость движения носителей заряда полупроводника практически не оказывает влияния на точность калибровки.

Цель изобретения — уменьшение нестабильности выходного напряжения.

Это достигается тем, что н формирователь прямоугольных импульсон по авт. св. Р 502492 введены резистор,.измерительный масштабный преобразователь и операционный усилитель с делителем напряжения, включен- 4О ным между входом операционного усилителя и общим выводом его, при этом средняя точка делителя напряжения соединена с инвертирующим входом .операционного усилителя, не- 45 инвертирующий вход которого соединен с переходным конденсатором и с одним из выводов введенного резистора, другой вывод которого подключен к температурно скомпенсиро- що ванным стабилитронам и к входу измерительного масштабного преобразователя, выход которого соединен с общим выводом операционного усилителя.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема формирователя прямоугольных импульсов.

Формиронатель содержит мультивибратор 1 (задаюший генератор), симметричный триггер 2, переходный конден- 6О сатор 3, ключ на транзисторе 4 типа р-п-р, ключевое устройство 5 на стабилитронах 6, 7, резисторе 8, операционном усилителе 9 с делителем напряжения на резисторах 10, 11 и Я измерительном масштабном преобразователе 12, две ускоряющие RC-цепочки на резисторах 13, 14 и конденсаторах 15, 16, резисторы 17-20, ключ на транзисторе 21 типа п-р-п и ключ на транзисторе 22 типа р-п-р, резистор 23 нагрузки.

Формирователь прямоугольных импульcos работает следующим образом.

Если в исходном состоянии ключ на транзисторе 4 выключен, то транзисторы 22 и 21 включены благодаря тому, что они охвачены положительной обратной связью ° В этом случае ток от положительного вывода источника постоянного напряжения E ê отрицательному протекает по четырем путям: через стабилитрон 6, через резистор 23 нагрузки и ныходное сопротивление операционного усилителя

9, через измерительный масштабный преобразователь 12,переходный конденсаляюцие тока далее протекают через резистор 8 и переходный конденсатор 3, а также через эмиттер-базу транзистора 22, резистор 14, конденсатор 16, резистор 19. Все четыре составляющие тока далее протекают через резистор 20 и транэистор 21. При этом конденсатор 3 заряжается и на резисторе 23 формируется отрицательный импульс напряжения.

С подачей в цепь базы ключа на транзисторе 4 отрицательного перепада напряжения с триггера 2, работающего в счетном режиме, он включается в режим насыщения, базовая цепь транзистора 22 обесточивается и последний выключается. Благодаря этому обесточивается базовая цепь транэистора 21 и он выключается. Конденсатор 3 разряжается через резистор 8, стабилитрон 7 и измерительный масштабный преобразователь 12, а. также через последовательно соединенные выходное сопротивление операционного усилителя 9 и резистор

23 нагрузки. Общий ток разряда переходного конденсатора 3 протекает через открытый транзистор 4 и резистор 19 к левой обкладке переходного конденсатора. На выходе ключевого устройства 5 формируется положительный импульс напряжения, т. е. в течение периода на резисторе 23 нагрузки формируется напряжение меандра

Таким образом, -уменьшение нестабильности выходного напряжения и повышение точности его калибровки достигнуто благодаря тому, что в формирователе прямоугольных импульсов автоматически сравнивается напряжение на образцовом резисторе 8, сопротивление которого равно, например, динамическому сопротивлению температурно скомпенсированных стабилитронов 6 и 7, с падением напряжения на динамическом сопротинле5

741432

Формула изобретения

ЦНИИПИ Заказ 3217/53 Тираж 995 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4 нии температурно скомпенсированных стабилитронов. Разностное значение сравниваемых напряжений выделяется операционным усилителем 9 и суммируется с соответствующим знаком с напряжением стабилизации стабилитронов 6 и 7, при этом уровень напряжения формирователя прямоугольных импульсов остается неизменным независимо от нестабильности и нелинейности динамического сопротивления стабилитронов б и 7.

Сказанное справедливо лишь в случае, если образцовый резистор 8 имеет малый температурный коэффициент сопротивления по сравнению с температурным коэффициентом сопротивления динамического сопротивления температурно скомпенсированных стабилитронов, обладает более долговременной стабильностью по, сравнению с долговременной стабильностью темпе-20 ратурно скомпенсированных стабилитронов и меньшей постоянной времени, чем постоянна я времени динамического сопротивления температурно скомпенсированных стабилитронов. Данным 25 . требованиям отвечают проволочные резисторы.

Таким образом, нестабильность выходного напряжения формирователя прямоугольных импульсов главным образом определ яетс я н естабильн остью образцового резистора 8. Что касается влияния нестабильности измерительного масштабного преобразователя 12 на нестабильность выходного напряжения формирователя прямоугольных импульсов, то при применении измерительного индуктивного масштабного преобразователя нанапряжения, например автотрансформатора, она может быть сведена к пренебрежимо малой величине.

Коэффициент усиления операционного усилителя 9 устанавливается равными„ /Яв где R „ - статическое сопротивление температурно скомпенсированных стабилитронов б и 7 при эаданнсм токе стабилизации;

Р— сопротивление резистора 8. Это объ ясн яетс я тем, что на инвертирующий вход операционного усилителя поступает в к pas меньший уровень напряжения стабилизации стабилитронов б и 7, а следовательно, и в к раз меньше информации о нестабильности их динамического сопротивления.

Формирователь прямоугольных им- пульсов по авт.св. 9 502492, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения нестабильности выходного напряжения, в него введены резистор, измерительный масштабный преобразователь и операционный усилитель с делителем напряжения, включенным между выходом операционного усилителя и общим выводом его, при этом средняя точка делителя напряжения соединена с инвертирующим входом операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с переходным конденсатором и с, одним из выводов введенного резистора, другой вывод которого подключен к температурно скомпенсироваиным стабилитронам,и к входу измерительного масштабного преобразователя, выход которого соединен с общим выводом операционного усилителя.