Современная электроника №1/2026

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 38 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 1 / 2026 Формирователь сигнала треугольной формы Рис. 1. Структурная схема формирователя сигнала треугольной формы: УЧ – удвоитель частоты; ДВ – двухполупериодный выпрямитель; К – компаратор; ПП – переключатель полярности; БМ – блок масштабирования; С – сумматор Устройство формирует напряжение треугольной формы из входного синусоидального напряжения. Схема формирователя содержит удвоитель частоты, двухполупериодный выпрямитель, компаратор, переключатель полярности, блок масштабирования и сумматор. Формирователь имеет высокую линейность напряжения и выполнен на базе операционных усилителей и аналоговых перемножителей напряжений. Основная область применения формирователя сигнала треугольной формы – преобразователи напряжения во временной интервал. Евгений Колесников Сигнал треугольной формы широко используется в радиотехнике, вычис- лительной технике, радиолокации, преобразователях напряжения во вре- менной интервал, широтно-импульс- ных модуляторах, схемах управления современных источников питания, устройствах временно́й задержки, измерительной технике и т.д. Схемы формирователей треугольной формы широко освещены в литерату- ре. Простейшим таким формировате- лем является схема с последователь- ным соединением компаратора и интегратора. Наряду с простотой основ- ным недостатком этой схемы являет- ся зависимость амплитуды выходного напряжения от частоты входного сиг- нала, невысокая линейность, особенно на низких частотах, и несимметрич- ность выходного напряжения в пере- ходных режимах [1]. Для формирования сигнала треуголь- ной формы часто используется гене- ратор, построенный на базе триггера Шмита и интегратора [2]. Недостатка- ми такого формирователя являются взаимная зависимость амплитуды и частоты и ручное управление, а также невозможность регулирования часто- ты выходного напряжения изменени- ем частоты входного сигнала в связи с отсутствием в схеме входа. Интересным схемным решением является формирователь, схема кото- рого приведена в [3]. Работа устрой- ства заключается в противофазном суммировании двух сигналов, полу- чающихся после двухполупериодно- го выпрямления, входное напряжение одного из которых сдвинуто по фазе на угол 90° [3]. Основным недостатком этого формирователя является низкая линейность. Несколько повысить точность и линейность формирования треуголь- ного напряжения позволяет примене- ние в схеме аналого-цифрового фор- мирователя [4]. Однако применение в устройстве реактивных элементов снижает быстродействие устройства. В статье описывается разработка формирователя треугольного напря- жения, свободного от приведённых выше недостатков. На рис. 1 приведена структурная схе- ма устройства. Формирователь содержит удвоитель частоты УЧ , двухполупери- одный выпрямитель ДВ , компаратор К, переключатель полярности ПП , блок масштабирования БМ и сумматор С [5]. Устройство работает следующим образом. Входное синусоидаль- ное напряжение переменного тока u вх = U m вх sinω t (рис. 1) с частотой ω подаётся на входы удвоителя часто- ты УЧ , компаратора К и первый вход сумматора С . На выходе удвоителя часто- ты УЧ формируется напряжение u 1 = U m вх sin2ω t , удвоенной частотой 2ω и амплитудой U m вх , которое подаёт- ся на вход двухполупериодного выпря- мителя ДВ (рис. 1). После выпрямления выпрямителем ДВ напряжение u 2 имеет форму двух- полупериодного выпрямления и пода- ётся на вход переключателя полярно- сти ПП (рис. 1). Одновременно компаратор К пре- образует входное синусоидальное напряжение u вх в напряжение u 3 пря- моугольной формы, которое подаётся на управляющий вход переключателя полярности ПП и управляет полярно- стью его выходного напряжения. При- чём положительное выходное напря- жение u 3 компаратора К приводит к изменению полярности выходного напряжения u 2 двухполупериодного выпрямителя ДВ на противополож- ную, а нулевое напряжение – не изме- няет полярность напряжения u 2 . Коэф- фициент передачи переключателя полярности ПП выбран равным еди- нице, поэтому в первый полупериод входного напряжения u вх он работает как инвертор, а во второй – как повто- ритель (рис. 1). В результате на выходе переключателя полярности ПП форми- руется несинусоидальное напряже- ние u 4 , которое состоит из фрагмен- u вх u вых u 1 u 3 u 2 u 4 u 5