CS242910B1

CS242910B1 - Rectangular voltage generator

Info

Publication number: CS242910B1
Application number: CS84295A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Hrstka
Original assignee: Jaroslav Hrstka
Priority date: 1984-01-13
Filing date: 1984-01-13
Publication date: 1986-05-15
Also published as: CS29584A1

Abstract

Vynález ee týká generátoru obdélníkového napští plynule přeladitelného s konstantní střídou 1 : 1. V obvodu tvořeném kladným pólem zdroje, emitorem PNP tranzistoru, kolektorem PNP tranzistoru, pomocným odporníkem, proměnným odporníkem, časovacím kondenzátorem a záporným pólem zdroje jsou však přes óba odporníky zapojeny vstup prahové úrovně vybíjení a vybíjecí vstup čaeovacího obvodu. Báze PNP tranzistoru je zapojena přes bázový a kolektorový odporník na kladný pól zdroje a jen přes bázový odpornlk na kolektor NPN tranzistoru jehož báze je zapojena na výstup časovače přičemž emitor NPN tranzistoru je spojen se záporným pólem zdroje a mezi výstup časovače a odporník je zapojen výstup obdélníkového napětí. Generátor dle vynálezu je využitelný v elektronických automatizačnlch zařízeních pro měnění kmitočtu při zachování konstantní střídy.The invention relates to a continuously tunable rectangular voltage generator with a constant duty cycle of 1:1. In the circuit formed by the positive pole of the source, the emitter of the PNP transistor, the collector of the PNP transistor, the auxiliary resistor, the variable resistor, the timing capacitor and the negative pole of the source, the input of the threshold level of discharge and the discharge input of the timing circuit are connected through both resistors. The base of the PNP transistor is connected through the base and collector resistor to the positive pole of the source and only through the base resistor to the collector of the NPN transistor whose base is connected to the timer output, while the emitter of the NPN transistor is connected to the negative pole of the source and a rectangular voltage output is connected between the timer output and the resistor. The generator according to the invention is usable in electronic automation devices for changing the frequency while maintaining a constant duty cycle.

Description

(54) Generátor obdélníkového napéti(54) Rectangular voltage generator

Vynález ee týká generátoru obdélníkového napští plynule přeladitelného s konstantní střídou 1 : 1. V obvodu tvořeném kladným pólem zdroje, emitorem PNP tranzistoru, kolektorem PNP tranzistoru, pomocným odporníkem, proměnným odporníkem, časovacím kondenzátorem a záporným pólem zdroje jsou však přes óba odporníky zapojeny vstup prahové úrovně vybíjení a vybíjecí vstup čaeovacího obvodu. Báze PNP tranzistoru je zapojena přes bázový a kolektorový odporník na kladný pól zdroje a jen přes bázový odpornlk na kolektor NPN tranzistoru jehož báze je zapojena na výstup časovače přičemž emitor NPN tranzistoru je spojen se záporným pólem zdroje a mezi výstup časovače a odporník je zapojen výstup obdélníkového napětí. Generátor dle vynálezu je využitelný v elektronických automatizačnlch zařízeních pro měnění kmitočtu při zachování konstantní střídy.The invention relates to a rectangular voltage generator continuously tunable with a constant 1: 1 cycle. However, in a circuit comprising a positive pole of the source, a PNP transistor emitter, a PNP transistor collector, an auxiliary resistor, a variable resistor, a timing capacitor and a negative pole. discharging levels and discharging input of the timed circuit. The PNP transistor base is connected via the base and collector resistor to the positive pole of the source and only through the base resistor to the collector of the NPN transistor whose base is connected to the timer output where the NPN transistor emitter is connected to the negative pole. Tension. The generator according to the invention can be used in electronic automation devices for changing the frequency while maintaining a constant duty cycle.

Vynález se týká generátoru obdélníkového napětí. Dosud používaná generátory obdélníkového napětí (obvykle typu RC) mají obvykle jen malou přeladítelnost. Problém seproto řeší rozdělením požadovaného pásma na několik rozsahů, kde se pro každý rozsah přepíná buá odpor nebo kapacita.The invention relates to a rectangular voltage generator. The rectangular voltage generators used so far (usually RC type) usually have little retune. The problem is therefore solved by dividing the desired band into several ranges, where either resistance or capacitance is switched for each range.

Nevýhoda této metody je zjevná - pásmo není plynule přeladí telné. l'aké požadavek udržení konstantní střídy 1 : 1 v celém pásmu je u tohoto druhu oscilátolru obtížně splnitelný.The disadvantage of this method is obvious - the band is not infinitely tunable. Also, the requirement to maintain a constant duty cycle of 1: 1 throughout the band is difficult to meet with this type of oscillator.

Předmětem vynálezu je generátor obdélníkového napětí tvořený ěasovacím obvodem, dvěma tranzistory a dalšími elektronickými prvky. Vstup prahové úrovně nabíjení, vstup prahové úrovně vybíjení a vybíjecí vstup časovacího obvodu jsou zapojeny v obvodu tvořeném kladným pólem zdroje, emitorem tranzistoru, kolektorem PNP tranzistoru, pomocným odporníkem, proměnným odporníkem, ěasovacím kondenzátorem a záporným pólem zdroje tak, aby mezi vstupem prahové úrovně nabíjení sppjeným se vstupem prahové úrovně vybíjení a vybíjecím vstupem byly pomocný odporník a proměnný odporník.The object of the invention is a rectangular voltage generator consisting of a timing circuit, two transistors and other electronic elements. Charging threshold input, discharge threshold input, and timing circuit discharge input are wired in a circuit consisting of the positive terminal of the source, the transistor emitter, the PNP transistor collector, the auxiliary resistor, the variable resistor, the timing capacitor and the negative terminal. associated with the discharge threshold input and the discharge input were an auxiliary resistor and a variable resistor.

Báze PNP tranzistoru je zapojena přes bázový odporník a kolektrovoý odporník na kladný proud zdroje a pouze přes bázový odporník na kolektor NPN tranzistoru, jehož báze je zapojena přes odporník na kolektor NPN tranzistoru, jehož báze je zapojena přes odporník na výstup časovače. Emitor NPN tranzistoru je při tom spojen se záporným pólem zdroje a mezi výstup časovače a odporník je zapojen výstup obdélníkového napětí.The PNP transistor base is connected via a base resistor and a collector resistor to the positive current source and only via a base resistor to the collector of the NPN transistor whose base is connected through the resistor to the collector of the NPN transistor whose base is connected through the resistor to the timer output. The NPN emitter of the transistor is connected to the negative pole of the source and a rectangular voltage output is connected between the timer output and the resistor.

Schéma zapojení generátoru obdélníkového napětí tohoto vynálezu je na obr. 1. Podstata vynálezu spočívá v zachování stejné časové konstanty '1 = RC při nabíjeni i vybíjení časovacího kondenzátorů s konstantní střídou 1 : 1 v celém pásmu generovaného napětí. Konstantní střída je dosažena tím, že nabíjení i vybíjeni probíhá přes stejné prvky.The circuit diagram of the rectangular voltage generator of the present invention is shown in FIG. 1. The principle of the invention is to maintain the same time constant '1 = RC when charging and discharging constant 1: 1 timing capacitors throughout the generated voltage range. A constant duty cycle is achieved by charging and discharging through the same elements.

Na obr. 1 znamená X je záporný pól napájení časovače, £ vstup prahové úrovně nabíjení, 2 výstup z časovače, 2 časovači obvod, £ vstup prahové úrovně vybíjení, 2 vybíjecí vstup, £ kladný pól napájení časovače, £ výstup obdélníkového napětí, 10 kladný pól zdroje, XX kolektorový odporník, X2 bázový odporník, XX báze PNP tranzistoru, U emitor PNP tranzistoru, 15 tranzistor PNP, χ£ kolektor PNP tranzistoru, .17 pomocný odporník, 18 proměnný odporník, 19 časovači kondenzátor, 20 odporník, 2X báze NPN tranzistoru, 22 záporný pól zdroje, 21 emitor NPN tranzistoru, tranzistor NPN, 25 kolektor NPN tranzistoru.In Fig. 1, X is the negative timer supply pole, nabíj charge level input,, 2 timer output, 2 timing circuit, ah discharge level input 2, 2 discharging input, timer timer power positive pole, rectangular voltage output 10, 10 positive source pole, XX collector resistor, X2 base resistor, XX base PNP transistor, U emitter PNP transistor, 15 transistor PNP, χ £ collector PNP transistor, .17 auxiliary resistor, 18 variable resistor, 19 timing capacitor, 20 resistor, 2X base NPN transistor, 22 negative pole source, 21 emitter NPN transistor, transistor NPN, 25 collector NPN transistor.

Příkladem konkrétního provedení vynálezu je generátor využívající vlastnosti integrovaného obvodu. Číslování na obr. 1 bylo voleno tak, aby vstupy a výstupy časovacího obvodu (5) se shodovaly s normalizovaným označováním vstupů a výstupů časovače 555.An example of a particular embodiment of the invention is a generator using the characteristics of an integrated circuit. The numbering in FIG. 1 was selected so that the inputs and outputs of the timing circuit (5) coincide with the normalized marking of the inputs and outputs of the timer 555.

Nabíjení časovacího kondenzátorů X2 probíhá z kladného pólu zdroje 10 přes emitor PNP tranzistoru XI a kolektor PNP tranzistoru 16. pomocný odporník 17 a proměnný odporník X£, který může být tvořen potenoiometrem.Charging of the timing capacitors X2 takes place from the positive pole of the source 10 through the PNP emitter of transistor XI and the collector of the PNP transistor 16. the auxiliary resistor 17 and the variable resistor X6, which may be formed by a potenoiometer.

Báze PNP tranzistoru 13 je spojena přes bázový odporník 12 a kolektorový odporník χχ s kladným pólem zdroje X£ a pouze přes bázový odporník 12 s kolektorem NPN tranzistoru 25. Během nabíjení je na výstupu časovače 1 a tím i na bázi NPN tranzistoru 21» spojenou s ním přes odporník 20 kladné napětí (logická 1), takže NPN tranzistor 24 je vodivý a na jeho kolektoru 25 je napětí blízké potenciálu společného záporného pólu zdroje 22» ^teúy nulové.The base of the PNP transistor 13 is connected via the base resistor 12 and the collector resistor χχ to the positive pole of the source X a and only through the base resistor 12 to the collector of the NPN transistor 25. During charging, him across the resistor 20 a positive voltage (logic 1), so that the NPN transistor 24 is conductive and its collector 25 near voltage potential of the negative supply 22 ^»te Uy zero.

Tím je také PNP tranzistor 15 plně otevřen a úbytek napětí na něm je jen několik milivoltů, takže časovači kondenzátor 19 se nabíjí prakticky z plného napětí kladného pólu zdroje 10.Thus, the PNP transistor 15 is also fully open and the voltage drop there is only a few millivolts, so that the timing capacitor 19 is charged from virtually the full voltage of the positive pole of the source 10.

Jakmile napětí na časovacím kondenzátorů 19 přiváděné na paralelně spojeně vstupy pra3 hové úrovně nabíjení 2 a prahové úrovná vybíjení £ časovacího obvodu £ dostoupí prahové úrovně vybíjení (která odpovídá asi dvěma třetinám napětí zdroje), výstup časovače £ se pře klopí do logické nuly, tranzistor NPN 24 i tranzistor PNP 15 se stanou nevodivé a kondenzátor XX se přes vybíjecí vstup £ časovacího obvodu £ začne vybíjet. Jelikož nabíjeni i vybíjení probíhá přes stejné odpory, je tím zaručena konstantní střída 1 : 1 v celém rozsahu generovaných kmitočtů.As soon as the voltage at the timing capacitors 19 applied to the parallel connected inputs of the charging level threshold 2 and the discharge level thresholds of the timer circuit 8 reaches the discharge level thresholds (which corresponds to about two thirds of the supply voltage). 24 and PNP 15 become non-conductive and capacitor XX begins to discharge via the discharge input 6 of the timing circuit 6. Since both charging and discharging take place via the same resistors, a constant 1: 1 duty cycle is guaranteed throughout the frequency range generated.

časovači kondenzátor XX se vybíjí až do doby, kdy napětí na něm poklesne na úroveň nabíjení (které odpovídá asi jedné třetině napětí zdroje). Pokles napětí na vstupu prahové úrovně nabíjení 2 překlopí výstup z časovače £ do logické jedničky, oba tranzistory χ£ i 2i se otevřou a znovu začne probíhat nabíjení časovacího kondenzátoru 19.the timer capacitor XX is discharged until the voltage therein falls to the charge level (which corresponds to about one third of the power supply voltage). The voltage drop at the charging threshold input 2 turns the output from timer do to logic one, both transistors χ i i and i open and charging of the timing capacitor 19 starts again.

Pomocný odporník X£ pouze omezuje maximální nabíjecí proud do časovacího kondenzátoru XX na začátku jeho nabíjení při nejmenší (nulové) hodnotě proměnného odporníku 18. tj. při nejvyšší generované frekvenci.The auxiliary resistor X only limits the maximum charging current to the timing capacitor XX at the start of its charging at the lowest (zero) value of the variable resistor 18, i.e. at the highest frequency generated.

Velikost odporníku X£ může proto být jen několik desítek ohmů. ZvolímeAli na příklad maximální velikost proměnného odporníku 18 rovnou 1 US a pomocného odporníku 17 100SI , pak může být rozsah generovaných kmitočtů v poměru ^fmin 100 .The resistor X X can therefore be only a few tens of ohms. For example, if the maximum size of variable resistor 18 is equal to 1 US and the auxiliary resistor 17 is 100SI, then the range of generated frequencies may be in the ratio ^f min 100.

a je nezávislý na velikosti časovacího kondenzátoru 19. Střída je konstantní a je rovna 1 : 1 nezávisle na kmitočtu.and is independent of the size of the timing capacitor 19. The duty cycle is constant and is equal to 1: 1 independent of frequency.

Při použiti jiného typu časovače než 555 je nutno zapojení přizpůsobit tak, aby vstupu 2 v původním zapojení dle obr. 1 odpovídal vývod, který spíné prahovou úroveň nabíjeni, vstupu £ pak vývod pro prahovou úroveň vybíjení, vstupu £ pak vstup vybíjení a vývodu i výstup z časovače.When using a timer other than 555, the wiring must be adjusted so that input 2 in the original wiring shown in Fig. 1 corresponds to a terminal that charges the threshold charging level, input pak then discharges for the discharge level from the timer.

Generátor obdélníkového napětí dle tohoto vynálezu je využitelný všude tam, kde je žádoucí jediným prvkem měnit kmitočet generátoru v širokém rozmezí při zachování konstantní střídy 1 : 1, například v elektronických automatizačních zařízeních.The rectangular voltage generator of the present invention can be used wherever it is desirable to change the generator frequency over a wide range with a single element, while maintaining a constant duty cycle of 1: 1, for example in electronic automation devices.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Rectangular voltage generator consisting of a timer, two transistors and other electronic components, characterized in that the charge threshold level input (2) the discharge threshold level input (6) and the timer input discharge level (7) (5) are connected in the positive pole of the source (10, a PNP transistor (14?), A PNP transistor (16) collector, an auxiliary resistor (17), a variable resistor (18), a timing capacitor (19), and a negative pole of the power supply (22) so that 2) connected to the discharge threshold input (6) and the discharge input (7) were an auxiliary resistor (17) and a variable resistor (18) wherein the base of the PNP transistor (13) is connected via a base resistor (12) and a collector resistor (11) ) to the positive pole of the source (10) and only through the base resistor (12) to the collector of the NPN transistor (25) whose base (21) is connected via the resistor (20) to the timer output (3) or the NPN of the transistor (23) is coupled to the negative field of the source (22) and a rectangular voltage output (9) is connected between the timer output (3) and the resistor (20).