Пороговое устройство ларионова

 

Изобретение относится к импульсной технике и автоматике, например, может быть использовано в устройствах заряда накопительных конденсаторов импульсных источников света, а также в вычислительной технике, например в качестве нуль-органа в преобразователях напряжение - код. Цель изобретения - повышение чувствительности при сохранении быстродействия - достигается за счет уменьшения минимальной скорости нарастания или спада напряжения на входной шине. Пороговое устройство содержит пороговые элементы Ларионова 1 и 2, шину 3 источника питания, входную шину 4, источник 5 опорного напряжения, генератор 6 тока, резистор 7, дополнительную потенциальную шину 8. Генератор 6 тока выполнен на транзисторе. 9, эмиттерном резисторе 10 и делителе напряжения на резисторах 12 и 13. Дополнительная шина подключена через резистор 14, которьй обеспечивает устойчивость элементной базы предлагаемого устройства. 1 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3995023/24-21 (22) 23.12.85 (46) 07,06,88. Бюл. N- 21 (71) Специальное конструкторское бюро "Титан" (72) О.И.Ларионов (53) 621.3 18 (088.8) (56) Патент ФРГ У 1236001, кл. 21 А 36/18, G 05 В t/01, Н 03 К 5/24, 1968. (54) ПОРОГОВОЕ УСТРОЙСТВО ЛАРИОНОВА (57) Изобретение относится к импульсной технике и автоматике, например, может быть использовано в устройствах заряда накопительных конденсаторов импульсных источников света, а также в вычислительной технике, например в качестве нуль-органа в преобразова„„SU„„ 1401435 А1 цр4 G 05 В 1/01, Н 03 К 5/24 телях напряжение — код. Цель изобретения — повышение чувствительности при сохранении быстродействия - достигается за счет уменьшения минимальной скорости нарастания или спада напряжения на входной шине. Пороговое устройство содержит пороговые элементы Ларионова 1 и 2, шину 3 источника питания, входную шину 4, источник 5 опорного напряжения, генератор 6 тока, резистор 7, дополнительную потенциальную шину 8. Генератор 6 тока выполнен на транзисторе, 9, эмиттерном резисторе 10 и делителе напряжения на резисторах 12 и 13.

Дополнительная шина подключена через а резистор 14, который обеспечивает устойчивость элементной базы предлагаемого устройства. 1 ил, 1 14014

Изобретение относится к импульсной технике и автоматике и может быть использовано в устройствах заряда накопительных конденсаторов импуль- 5 сных источников света, а также в вычислительной технике, например в качестве нуль-органа в преобразователях напряжение — код.

Цель изобретения — повьппение чувствительности при сохранении быстродействия за счет уменьшения минимальной скорости нарастания (спада) напряжения на входной шине.

На чертеже представлена структурная схема порогового устройства Ларионова.

Пороговое устройство Ларионова содержит первый 1 и второй 2 порого" вые элементы Ларионова, входы питания которых подключены к шине 3 источника питания, причем первый вход первого порогового элемента Ларионова

1 соединен с входной шиной 4, второй вход — с выходом источника 5 опорно- 25

ro напряжЕния, а выход — с первым входом второго порогового элемента

Ларионова 2, с выходом генератора б тока и через резистор 7 с дополнительной потенциальной шиной 8 и вто- 30 рым входом второго порогового элемен" та Ларионова 2. Генератор 6 тдка выполнен на транзисторе 9, коллектор которого подключен к выходу генератора 6 тока, эмиттер — через эмиттерный резистор 10 к шине 3 источника питания, подключенную к шине нулевого потенциала через резистивный де« литель на резисторах 12 и 13, выход

KoTopoI О подключен к базе транзистОра 40

9, а дополнительная потенциальная шина 8 подключена через резистор 14 утечки к шине нулевого потенциала и непосредственно к шинам питания элементов НЕ пороговых элементов Ларио45 нова 1 и 2, при этом элемент НЕ первого порогового элемента Ларионова 1 выполнен с открытым коллектором, Устройство работает следуницим образом.

Подают на первый вход (инверсный вход порогового элемента 1) порогового устройства Ларионова напряжение, равное напряжению источника 5 опорного напряжения. В этих условиях ток через коллектор транзистора логического элемента НЕ порогового элемента

Ларионова 1 не протекает и напряжение на выводе резистора 7,:подключенного

35 к коллектору транзистора 9, относительно шины нулевого потенциала равно

Пт Еп @оп + гт где Е„ „ „ — напряжение на дополнительной потенциальной шине 8 источника питания, I гт. — ток генератора 6 тока; R — сопротивление резистора 7.

Напряжение Uax =IrxR между. вхохл гт дами порогового элемента 2 обеспечивает на выходе порогового устройства

Ларионова напряжение логического нуля. Далее увеличивают входное напряжение на величину ЬБп„,, обеспечивающую выполнение равенства где I — ток коллектора транзистора логического элемента НЕ порогового элемента Ларионова 1.

В результате входное напряжение на этом этапе может быть представлено в виде

Ugx Uon+6U9x. э

rpe U напряжение источника 5 опорного напряжения.

В этих условиях согласно равенству Uпх =ТгтR I К=О протекает ток

Вх л, через открытый коллектор транзистора порогового элемента 1, а ток порогового элемента 2 по прежнему обеспечивает на выходе устройства напряжение логического "0". Здесь первый порого; вый элемент 1 работает в линейном режиме, а логический элемент НЕ второго порогового элемента 2 находится в насьпценном состоянии (состояние логического "0"). .Порговый элемент Ларионова 2 подготовлен к вхождению в линейный режим.

Далее увеличивают входное напряжение на величину чувствительности предлагаемого порогового устройства

Ларионова аПпх, обеспечивакпцую напряжение чувствительности порогового зле .мента ЛаРНОнова 2 Ы пх

В результате получают

ВХ л2 Ь вх 12е

Входное напряжение на этом этапе может быть представлено в виде выражения

14014

Usx

Здесь напряжение между входами порогового элемента 2 U „ равно

1 2 отрицательному по знаку напряжению чувствительности порогового элемента

2, но для него это напряжение положительное, поскольку он подключен к резистору 7 инверсно, в результате 10 на выходе предлагаемого порогового устройства Ларионова обеспечивается напряжение логической "1" °

Пороговый элемент Ларионова 1.работает в линейном режиме и пороговый 15 элемент Ларионова 2 тоже работает .в линейном режиме, поскольку находится на границе зоны чувствительности.

Далее увеличивают входное напряжение .еще на величину чувствительности 20 предлагаемого порогового устройства

ЛаРионова dU®x. В РезУльтате полУчают ех вх., 25

Входное напряжение на этом этапе может быть представлено в виде

35 4 (насыщенном) состоянии, а логический элемент НЕ второго порогового элемента 2 — в непроводящем (выключенном) состоянии.

Дальнейшее увеличение входного напряжения не изменяет их состояний.

При уменьшении входного напряжения до величины Usr П,„+ Нех g, H д все изменения в устройстве повторяются в обратном порядке.

Следует отметить, что: ех валех и ех вх, линейный режим открытого коллектора транзистора порогового элемента 1 осуществляется, начиная с напряжения его ко лектора ик=Е.,Аоп +1„ Rý а в зоне чувствительности предлагаемого порогового устройства Ларионова Uz-=E „ „,„ . Входной сигнал при значении величины напряжения

Uâ„Uîî+dUех, +dUвх

Здесь пороговый элемент Ларионова

1 продолжает работать в линейном режиме, а логический элемент НЕ порогового элемента Ларионова 2 находится в непроводящем (выключенном) состоянии е

Далее увеличивают входное напряжение на величину йУвх, обеспечиваювх ф щую недостающую часть напряжения чув- . ствительности порогового элемента 40

Ларионова 1. В результате получают

Пвх, = ®дол Пкэост гДе Пхэ ос1 остаточное напрнжение 4 открытого коллектора транзистора порогового элемента 1.

Входное напряжение на этом этапе может быть представлено в виде напря- 50 жения

"Вх ="оп ++dUех, 2""вх++dUех

Поскольку Б „ +2ьБ в„+дБв„ =ЬП „ „,, 55 то при входном напряжении U „ =U» +

+dUex „, логический элемент НЕ с открытым коллектором первого порогового элемента 1 находится в проводящем может оставаться бесконечно долго, а следовательно, в линейном режиме может оставаться бесконечно долго и транзистор с открытым коллектором порогового элемента 1. Этот факт является отличительным признаком предлагаемого порогового устройства Ларионова, в то время как логический элемент НЕ второго порогового элемента 2 не может оставаться бесконечно долго в линейном режиме.

Использование транзистора с открытым коллектором порогового элемента

1 в линейном режиме большого сигнала позволяет максимально использовать его высокого быстродействия, а использование генератора 6 тока и резистора 7, инверсное подключение входов к резистору 7 порогового элемента 2 позволяет получать беспроиг; рышную (100X) связь открытого коллектора транзитора порогового элемента

1 с пороговым элементом 2. В результате получают дополнительное увеличение чувствительности.

Соответственно во столько раз получают дополнительное уменьшение минимальной скорости нарастания (спада) напряжения на входе.-.

Резистор 14 выполняет функцию резистора утечки первого и второго

Формула изобретения

Составитель Н.Маркин

Техред М.Моргентал Корректор И.Муска

Редактор П.Гереши

Заказ 2782/46

Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 14014 усилителей напряжения на время отсутствия напряжения на шине 8 (например, в период включения источников питания) и в этих условиях также выполняет функцию недостающей части

5 коллекторной нагрузки транзистора 9 генератора 6 тока. В результате обеспечивается защита от перенапряжения открытого коллектора транзистора порогового элемента 1, поскольку в противном случае к нему могло быть приложено напряжение Е„, которое в 1-3 раза больше E

Таким образом, резистор 14 обеспе- 15 чивает устойчивость элементной базы предлагаемого порогового устройства

Ларионова в период коммутации напряжений питания Е„ и Е„ ь „ . В условиях наличия напряжения питания Е„ и

E ýòîò резистор 14 на работу устройства не влияет.

Пороговое устройство, содержащее два электронных усилителя напряжения, каждый с прямым и инверсным входами и прямым выходом, потенциальную и общую шины источника питания, источ- 0 ник опорного напряжения, обе шины источника питания подключены к соответствующим шинам первого и второго электронных усилителей напряжения, а общая - к источнику опорного напря35 жения, прямой выход второго электронного усилителя подключен к выходу порогового устройства, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью павы"

35 6 шения чувствительности при сохранении быстродействия, в него введены генератор тока, резистор и дополнительная потенциальная шина источника питания, первый и второй электронные усилители напряжения выполнены на базе порогового устройства Ларионова, логический элемент НЕ первого усилителя выполнен с открытым коллектором, подключенным к выходу этого усилителя, генератор тока выполнен на транзисторе с резистором в цепи эмиттера, другой вывод этого резистора подключен к потенциальной шине источника питания, коллектор транзистора подключен к дополнительной потенциальной шине источника питания через резистор, а база транзистора - к выходу резистивного делителя напряжения, подключенного между потенциальной и общей шинами источника питания, при этом инверсный вход первого электронного усилителя напряжения подключен к входу порогового устройства, его прямой вход — к источнику опорного напряжения, а открытый коллектор тран" зистора этого усилителя напряжения подключен к выводу резистора, к коллектору транзистора генератора тока и к инверсному входу второго электронного усилителя напряжения, прямой вход которого подключен к другому выводу резистора и дополнительной потенциальной шине источника питания, подключенной к потенциальным шинам питания логических элементов НЕ первого и второго электронных усилителей напряжения.