203435. lajstromszámú szabadalom • Áramköri elrendezés programozható függvénygenerátor kitöltési tényezőjének szabályozásához
3 HU 203 435 B 4 amelynek töltés-kisülés elven működő 1 alaposzcillátora 1B vezérelt áramkaput, CT időzítőkondenzátort, valamint IC nagyhiszterézisű komparátort tartalmaz. A CT időzítőkondenzátor töltését a második IC 2 műveleti erősítő által vezérelt pozitív L időzítőáram, kisütését a harmadik IC 3 műveleti erősítő által vezérelt negatív L időzítőáram végzi. Az áramgenerátor vezérlő feszültségét az első IC 1 műveleti erősítőből és harmadik TR 3 tranzisztorból álló szintáttevő fokozat állítja elő a kívánt frekvencia függvényében. Az 1 alaposzcillátor működése folyamán a CT időzítőkondenzátor kisütését az állandóan bekapcsolt negatív L időzítőáram végzi, amelynek hatására a CT időzítőkondenzátor feszültsége lineárisan változik negatív irányban. Ez a folyamat az 1 C nagyhiszterézisű komparátor negatív átkapcsolási feszültségszintjének eléréséig tart Ekkor az 1C nagyhiszterézisű komparátor átkapcsol, bekapcsolja az 1B vezérelt áramkaput engedélyezve ezzel a pozitív L, időzítőáram útját a CT időzítőkondenzátor felé. Ebben az esetben a CT időzítőkondenzátort a pozitív és negatív I„; L időzítőáiam abszolút értékeinek különbségével megegyező nagyságú áram tölti Elengedhetetlenül szükséges tehát az (I*) > (L) feltétel teljesülése, hogy a pozitív irányú töltődés megindulhasson. A töltődés az 1C nagyhiszterézisű komparátor pozitív átkapcsolási szintjének eléréséig tart. Ekkor az 1 C nagyhisztérizésű komparátor visszabillen, s az 1 B vezérelt áramkaput kikapcsolja, a pozitív töltőáram útja a CT időzítőkondenzátor felé megszakad. Az állandóan bekapcsolt negatív L időzítőáram megkezdi a CT időzítő kondenzátor negatív irányú kisülését. Létrejött az oszcilláció egy periódusa. A kitöltési tényező szabályozása a töltő és kisütő áramok arányának megváltoztatásával valósítható meg. Fontos követelmény, hogy az általuk meghatározott Tt töltési és T2 kisülési idő összege, a T periódusidő változatlan maradjon, tehát Tj + T2 = T. 50%-os kisütési tényező esetében a Tt töltési és T2 kisütési idő megegyezik, összegük a T periódusidővel egyenlő, mint a 2/a ábrán látható. A töltés és kisütés alatt azonos Q töltésmennyiséget kell megmozgatni, ezért a következő egyenletek teljesülnek: Q = T2 x (L) ésQ = T,x [(L)-(L)]. Mivel T, = T* a két egyenletet egyenlővé téve és rendezve következik, hogy (I+) = 2 (I_). Az áramköri megvalósítása a következő: Az ötödik K5 kapcsoló bekapcsolt, a hatodik, hetedik K6, K7, kapcsoló kikapcsolt állásban van. Az első I Cl műveleti erősítőből és harmadik TR 3 tranzisztorból álló szintáttevő fokozat a frekvenciavezérlő U1 feszültséget a „b” pontra tükrözi. Mivel R8 = R4 x R5, a pozitív és negatív áramgenerátorok vezérlő feszültsége megegyezik a bemeneti feszültséggel: U3 = Ul. Az áramgenerátorok árama L = U2 (R7 és I_ = = U3) RIO. Belátható, hogy R10/R7 = 2 feltétel mellett (L) = 2 (I_), így az 50%-os kitöltési tényezőhöz szükséges áramarányokat az áramkör megvalósította. 80%-os kitöltési tényező esetén az ötödik, hatodik, hetedik K5, K6, K7 kapcsolók bekapcsolt állapotban vannak. A 2/C ábrából látható, hogy a kisütési időt 50%/20% = 2,5 arányban csökkenteni kell. Ez a feltétel az 50%-os kitöltési tényezőhöz tartozó negatív L időzítőáram (kisütőáram) ugyanilyen arányú növelésével biztosítható. Áramköri leg ezt a hetedik K7 kapcsoló által bekapcsolt kilencedik R9 ellenállás valósítja meg. Értéke a 2,5 (R9 x RIO) = RIO egyenletből: R9 = = R10/1,5. Ezzel egyidőben a pozitív L időzítőáramot (töltőáramot, amely 50%-os kitöltési tényező esetén [1+ = 2 (I_) értékű volt] k-szorosára kell változtatni az állandó T periódusidő biztosítása érdekében. A k szorzótényező értéke a töltésegyenletből fejezhető ki: 2,5 (L) x 0,2T = [k x 2(L) - 2,5(L)] x 0,8 T. Az egyenletből k = 1,5625 érték adódik. A pozitív töltőáram ilyen arányú növelését a hatodik K6 kapcsoló által áramkörbe kapcsolt hatodik R6 ellenállás valósítja meg. Értéke az R7 = 1,5625 (R6 x R7) egyenletből: R6 = = 1,77 x R7. 20%-os kitöltési tényező esetén az ötödik és hetedik K5 és K7 kapcsoló kikapcsolt, a hatodik K6 kapcsoló bekapcsolt állapotban van. A 2/b ábrából látható, hogy a kisütési időt 80% / 50% = 1,6 arányban csökkenteni kell. Ez a feltétel az 50%-os kitöltési tényezőhöz tartozó negatív L időzítőáram ugyanilyen arányú csökkentésével biztosítható. Áramköri megoldásban ezt az áram változást az ötödik K5 kapcsoló valósítja meg az ötödik R5 ellenállás kikapcsolásával, aminek hatására a harmadik TR3 tranzisztor I kollektorárama L »»(Ic 20« = R4) (R4 x R5) = = 1,6 arányban csökken. Mivel a harmadik TR3 tranzisztor kollektor-, és emitterárama a bázisáram elhanyagolásával megegyezik, az U3 vezérlőfeszültség, valamint az általa vezérelt L időzítőáram ugyanilyen arányban csökken. A T periódusidő állandósága miatt a pozitív L időzítőáramot (amely 50% kitöltési tényező esetén (L) = 2 (I_) értékű) „k”-szorosára kell növelni. A töltésegyenlet: 0,25 (L) x 0,8 T = 0,2 T [2k x (L) - 0,625 (L)] Az egyenletből k = 1,5625 érték adódik, ugyanúgy, mint a 20%-os kitöltési tényező esetén. A szükséges áramváltozást a hatodik K6 kapcsoló által bekapcsolt hatodik R6 ellenállás valósítja meg. Az előzőekben ismertetettek alapján látható, hogy az ismert áramköri elrendezésnél a Függvénygenerátor 1 alaposzcillátora kimenőjelének kitöltési tényezőjét 20%, 50% és 80%-os értékekre lehet beállítani. A 3. ábrán a találmány szerinti áramköri elrendezés látható, amely tartalmaz első és második II, 12 feszültségvezérelt áramgenerátorból, 1A áraminverterből, 1B vezérelt áramkapuból és IC nagyhiszterézisű komparátorból álló 1 alaposzcillátort. Az első II feszültségvezéreit áramgenerátor A1 műveleti erősítőjének neminvertáló bemenetére frekvenciavezérlő áram Be bemenete, feszültségbeállító R( ellenállás egyik vége, a második 12 feszültségvezéreit áramgenerátor A2 műveleti erősítőjének neminvertáló bemenete, invertáló bemenetére első TR1 tranzisztor emittere, kimenetére az első TR1 tranzisztor bázisa, a második A2 műveleti erősítő invertáló bemenetére második TR2 tranzisztor emittere, kimenetére a második TR2 tranzisztor bázisa kapcsolódik, az elsőTRl tranzisztor kollektora az 1B vezérelt áramkapu egyik kapubemenetére, a második TR2 tranzisztor kollektora az 1A áraminverteren keresztül az 1B vezérelt áramkapu másik kapubemenetére, az 1B vezérelt áramkapu vezérelt bemenete az IC nagyhiszterézisű komparátor kimenetére van kötve, amely egyben az 1 alaposzcillátor impulzusjel Ki kimenetét képezi. Az 1B vezérelt áramkapu kimenete Q- időzítőkondenzátor egyik fegy-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
