Генератор импульсов

 

1« ГЕНЕРАТОР ИГ«1УЛЬСОВ, со держёмциЙ последовательно включенные первый источник тока и пороговый зл , с отрицательным сопротивлени ем, конденсатор, подюмченный первы выводом через элемент разряда к общей шине и вторым выводом - через дйод к пороговому элементу с отрицательным - сопротивлением, транзистор, подключенный базой к источ- / нику тока и к ограничителю напряже-/ ния, коллектором - к первому источнику тока,, а эмиттером к второму выводу конденсатора, отличаю - щ и и с я Тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора за счет получения прямоугольных импульсов регулируемой длительности , в него введен дополнительный транзистор, включенный по. схеме с об1цей базой, подключенный коллектором через резистор нагрузки к источнику напряжения питания а , эмиттером -к первому выводу конденсатора .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК (19} 01} зсю Н 03 К 3/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, И ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТЯэЬПИЙ (21) 2449498/18-21 (22) 04,02.77 (46) 15. 11.83. Бюл. It 42 (72) В.И. Турченков (53) 621,.374.5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР, 1t 149453, кл. H 03 К 4/08, 1960.

2. Авторское свидетельство СССР

l 392598, кл. H 03 K 3/35, 1966.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке У 1965250/18-21, кл. Н 03 К 3/02, Н .03 К .4/08, 1973 (прототип). (54)(57) 1. ГЕНЕРАТОР ИИПУЛЬСОВ, содержащий последовательно включенные первый источник тока и пороговый элеиент с "отрицательным" сопротивлени- ем, конденсатор, подключенный первым . выводом через злеиент разряда к об- °, щей вине и вторыи выводом - через диод к пороговому элеиенту с "отрицательныи"- сопротивлением, транзистор, подключенный базой K Второму источ" нику тока и к ограничителю непряже"i ния, коллектором - к первоиу истомнику тока,. а эииттером - к второму выводу конденсатора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения функциональных возмсюкностей генератора 3а счет получения пряиоугольных импульсов регулируемой дли" тельности, в него введен дополнительный транзистор, включенный по схеме с общей базой, подключенный, коллекторои через резистор нагрузки к источнику напряжения питания а эииттерои " к первому выводу кон- денсатора.

2 . Генератор по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона .частот, в него

- введен конденсатор обратной связи и ключевой транзистор, подключенный параллельно пороговому элементу с

1054892

"отрицательным" сопротивлением, ба-, за которого через конденсатор обратной связи соединена с коллектором транзистора, включенного по схеме с общей базой.

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для формирования импульсов.

Известны релаксацирнные генераторы импульсов, выполненные с использова" нием накопительного конденсатора, параллельно которому подключен пороговый элемент с отрицательйым сопротив" лением f 1 3и f23. 10

Недостаток этих устройств заключается в нестабильности длительности выходных импульсов, которая определяется нестабильностью напряжения включения порогового элемента с "отрицательным" сопротивлением.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является гене" ратор импульсов, содержащий последовательно включенные первый источник то- Э1 ка и пороговый элемент с "отрицательным".сопротивлением, KoHAeHcaTopt подключенный первым выводом через элемент заряда к общей шине и вторым выводом - через диод к пороговому эле" менту с "отрицательным" сопротивлени- ем, транзистор, подключенный базой к второму источнику тока и к ограничите" лю напряжения, коллектором " к первому источнику тока, а эмиттером - к второму выводу конденсатора 3

Недостаток такого генератора заключается в ограниченных функциональных возможностях устройства из-эа нерегулируемой длительности прямоугольных импульсов. 35

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за .счет получения прямоугольных импульсов ре-. гулируемой длительности.

Цель достигается тем, что в генера-40 тор импульсов, содержащий последовательно включенные первый источник тока и пороговый элемент с "отрицатель-. ным" сопротивлением, конденсатор, по- 1 .подключенный первым выводом через эле-4>

2 мент разряда к общей йине и .вторым выводом - .через диод к пороговому элементу с. "отрицательным" сопротивлением, транзистор, подключенный базой к второму источнику тока и к ограничителю напряжения, коллектором к. первому источнику тока, а эмиттером - к второму выводу конденсатора, возведен дополнительный транзистор, включенный по схеме с,общей базой, подключенный коллектором через резистор нагрузки к источнику напряжения питания, а эмиттером - к первому выводу конденсатора.

Предлагаемый генератор обладает также возможностью работы в более широком диапазоне частот за счет введения конденсатора обратной связи и ключевого транзистора, подключенного паралялельно пщюговому элементу с "отрицательным" сопротивлением, база ко.торого через конденсатор обратной связи соединена с.коллектором транзистора, включенного по схеме с общей базой.

На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема предлагаемого генератора импульсов; на фиг. 2 - схема с расвиренным диапазоном регулируемых частот; на фиг. 3 - схема получения на двух выходах импульсных последовательностей, сдвинутых на 180 по фазе; на фиг. 4 - схема генератора импульсов в ждущем режиме.

Генератор импульсов содержит источник тока, полученный, например, путем использования источника 1 напряжения и резистора 2, пороговый элемент 3 с "отрицательным" сопротивлением, в качестве которого может быть использован любой активный двухполюсник,. управляемый напряжением, например, динистор (или тиристор со стабилитроном в цепи связи управляющего электрода с анодом), подключен3 1054892 4

HhIM последовательно ис1эчнику тока, база"эмиттерйому переходу J и увеличи" конденсатор 4, подключенный первым вается сопротивление участка коллек- выводом через элемент 5 разряда к тор-эмиттер транзистора 7. При достиобщей шине, а вторым выводом через женин напряжением, воздействующим на диод 6 к пороговому элементу 3. Тран-g пороговый элемент .3, величины порога зистор 7 эмиттером подключен ко,. включения последний включается, подвторому выводу конденсатора 4, кол- ключая катод диода 6 к общей шине, лектором к резистору 2 источника то- замыкая тем самым контур разряда кон ка, а базой к ограничителю 8 и 9 на- . денсатора 4.

t, пряжения, выполненного, напрймер, s 10 Конденсатор 4 разряжается. через ди" виде диода, пбдключенного к источни- од 6, пороговый элемент 3 и элемент 5 ку опорного напряжения и к второму .. разряда. Через пороговый элемент 3 на источнику тока, выполненному в част- . этом этапе работы протекает суммарный ности на, резисторе.10. Транзистор 11. ток от источников токов и ток разря базой подключен к общей шине, эмит- да конденсатора 4.

: тером к элементу 5 Разряда, а коллек- . Йри включении порогоего элемен-.

: тором через резистор 12 нагрузки к та 3 связанный с ним вывод конденсаисточиику 1 напряжения. . тора 4 замыкается через малое еопро"

Генератор импульсов в режиме ав- тивление элемента 5.разряда на общую. токолебаний работает следующим об" 20 шину, и напряжение элемента 5 скачком. разом. . становится отрицательным, эмиттерный, Режим автоколебаний обеспечивает- . переход транзистора )t запирается, ся, если сумма величин токов источ- . и на резисторе 12 нагрузки ток скач" ников токов меньше величины тока, ком становится равным нулю, что соот удержания порогового элемента вовклю- 2j ветствует формированию заднего фронта ченном состоянии. Рассмотрение рабо- выходного прямоугольнога импульса. ты для этого случая начинается с мо- .. " 11о мере Разряда конденсатора 4 ток. .иента- включения порогового элемента 3, через пороговый элемент 3 уменьшается, когда начинает заряжаться конденса". и когда его величина становится мень

:тор 4 эмиттерным током транзистора 7, о ше тока удержания порогового элемента

Равным сумме токов базы и коллектора™ во включенном состоянии, он выключаОграничитель 8 и 9 напряжения, шун- ется, ток через"диод 6 становится равтированный входной цепью транзисто- .ным нулю, и конденсатор 4 вновь начи- ра 7, при этом тока не потребляет..-,: нает заряжаться.

Ток скачком изменяется от нуля .до ве..- : Далее процессы повторяются. Изиеличины, равной сумме токов от источ- > нение,величины напряжения источника ников токов, и в коллекторной цепи — . ограничителя 9 напряжения, задающего . транзистора 11 на резисторе 12 на- уровень, до которого происходит .заряД грузки происходит скачкообразное воз-. - конденсатора, обеспечивает возможрастание.тока, т.е. формируется кру- ность .Регулирования длительности вы" той передний фронт выходного импуль- .40 ходных импульсов. Кроме того, регули" са, длительность которого определяет- рование длительности выходных импуль" ся длительностью заряда конденсато-:; сов может осуществляться изменением ра 4. По мере заряда конденсатора 4, .- величин токов источников 12 и 10, . возрастает напряжение на эмиттере, а определяющих скорость заряда конден-. ,следовательно, и на базе транзисто- 4> сатора 4. При необхьдииости ограниче ра.7. Во время заряда конденсатора 4 ния тока разряда конденсатора 4 в его . диод 6 заперт обратно смещающим паде- цепь. Разряда включают резистор 13. нием напРяжения на коллектор"эмиттер- Такии образом пр лага и ераном участке транзистора 7. Напряже" тор обеспечивает возможность .получеwe, воздействующее на пороговый эле- . ния прямоугольных импульсов регулимент 3, равно сумме напряжений на руемой длительности. конденсаторе 4 и на участке коллек-, для Расширения диапазона генериру- .. тор"эмиттер транзистора 7. емых частот и диапазона регулирования

Когда напряжение на конденсато- длительности выходных импульсов в гере 4 приблизится .к уровню. ограничения нератор импульсов вводится ко дейса-, ограничителя 8 и 9, уменьшается базо- тор 14 обратной связи и ключевой вый ток транзистора 7 (эа счет умень- транзистор 15. Наличие. цепи образиной ,шения напряжения, прикладываемого к его. - связи обеспечивает принудительное

1054892

5 включение порогового элемента 3 при протекании через него тока от источников 1, 2 и 10, превышающего ток выключения.

Работа генератора импульсов с целью обратной связи происходит следующим образом.

После выключения порогового элемента 3 будет происходить заряд конденсатора 14 от источника 1 напряже" 10 ния питания через резистор 12 нагрузки и база-эмиттерный переход. транзистора 15. Во время заряда конденсатора 14 транзистор 15 насыщен, и его коллектор"эмиттерный участок шун- 15 тирует пороговый элемент 3, вследствие чего он выключается. Емкость кон-, денсатора 14 должна быть малой вели" чины, но достаточной для того, чтобы время заряда конденсатора 14 превы- . шало время выключения порогового элемента 3. По окончании заряда конденсатора 14 транзистор 15 запирается, а далее описанные выше процессы повторяются. 25

Вариантом использования данного изобретения для получения двух импульсных последовательностей, сдвинутых относительно друг друга на 180 по фазе, является устройство, в которои в качестве элемента разряда использован база"эииттерный переход транзистора 16.

В этои устройстве кроме выходных импульсов, формируемых во вреия заряда конденсатора 4, снииаемых с ре- З5 зистора 12(Овь х, ), имеется возиожность получения ймпульсов противоположной полярности с резистора 17(001, ) являющегося нагрузкой для транзисто" ра 16, которые фориируются во время разряда конденсатора 4. Длительность этих дополнительно формируемых импульсов может регулироваться путем введения в цепь разряда конденсато" ра 4 переменного резистора 18.

В ждущеи режиме предлагаемый генератор импульсов работает в том случае, если сумма токов источников токов превышает ток удержания порогового элемента 3 во включенном состоя- 50 нии. При этом исходном состоянии че-. рез пороговый элемент 3 протекает суммарный ток источников токов 1, 2 и

10, величина которого определяется величиной напряжения питания и ноииналаии сопротивлений резисторов 2 и 10 соответственно.

Для перевода генератора во временно устойчивое состояние необходимо на короткое время прервать ток че" рез пороговый элемент 3. С этой це- лью может быть использован ключевой транзистор 19, шунтирующий пороговый элемент 3, управляеиый импульсами от источника 20 входных импульсов.

В ждущем режиме генератор импульсов работает следующим образом. В исходном состоянии пороговый элемент 3 включен и шунтирует конденсатор 4.

При поступлении входного импульса транзистор 19 насыщается и шунтирует пороговый элемент 3, который выключается. По окончании входного импульса начинается заряд конденсатора 4 до уровня ограничения ограничителя 8, после чего пороговый элемент 3 срабатывает, и устройство возвращается в исходное состояние.

В момент запирания транзистора 19 формируется передний фронт импульса на резисторе 12 нагрузки (U,„„), а при включении порогового элемента 3 Формируется задний Фронт импульса на резисторе 12 нагрузки (завью„ и передний

Фронт импульса на втором выходе íà резисторе 17, задний фронт которого соответствует иоменту окончания разряда конденсатора 4. При этом на втором выходе формируется |импульс, задер-, жанный относительно входного импуль-, са.

Это свойство формировать выходные импульсы с задержкой относительно воздействующего импульса позволяет использовать данный генератор, работающий в ждущем режиме, в качестве ячейки сдвига в многофазных Формировате" лях. Использование элемента ИЛИ, состоящего из диодов 21 и 22 и резистора 23, позволяет формировать импульс суммарной длительности импульсов с первого и второго выходов, Это обеспечивает больший коэффициент использования времязадающего конденсатора 4, так как для Формирования выходного импульса используется как время заряда конденсатора, так и время его разряда. При этом время готовности генератора к следующему срабатыванию равно нулю, так как после оконча" ния Формирования выходного импульса генератор готов к работе. Это является дополнительным преимуществом предлагаемого генератора импульсов с регулируемой длительностью.

1054в92

1054892

1054892

ВНИИПИ Заказ 9118/57 Тираж 936 Подписное

МАЛЮЮ филиал lllln "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4