Патент ссср 269194

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетских

Социалистических

Респтблин

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Кл. 2Ia>. 36/02

Заявлено 13.Х1,1967 (¹ 1195929/26-9) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 17.IV,1970. Бюллетень ¹ 15

Дата опубликования описания 16.II.1971

МПК Н 03k

УДК 621.373.43(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Соеете Министрое

СССР

Автор изобретения

И. М. Жовтис

Заявитель

ОДНОВИБРАТОР

Предлагаемый одновибратор предназначен для формирования прямоугольных импульсов с большой управляемой длительностью и высоким коэффициентом заполнения. Подобные устройства могут найти широкое применение в приборах автоматики и промышленной электроники.

В настоящее время известны относительно простые генераторы прямоугольных импульсов, которые решают частные задачи генерирования импульсов большой длительности, линейного управления длительностью импульсов и формирования колебаний с высоким коэффициентом заполнения.

Так, например, известны мультивибраторы, выдающие импульсы большой длительности и представляющие собой ждущие мультивибраторы с дополнительным транзистором для увеличения времени заряда времязадающей емкости. Такие мультивибраторы могут формировать импульсы большой длительности, однако они обладают сравнительно большим временем восстановления и не могут изменять длительность импульсов под воздействием внешнего управляющего напряжения.

Известны мультивибраторы с малым временем переброса и с большим коэффициентом заполнения, которые генерируют импульсы с малым временем восстановления. Однако с их помощью сложно получать импульсы большой длительности. Они не рассчитаны на управление длительностью импульсов с помощью внешнего напряжения.

Известны также схемы линейной задержки, у которых длительность импульсов является линейной функцией внешнего управляющего напряжения. Эти схемы обладают большим временем восстановления и не могут генерировать импульсы большой zë1|òåëüíîñòè.

10 Целью данного предложения является создание простого однопериодного генератора (одновибратора), способного генерировать на транзисторах импульсы с длительностью до десятков секунд, с линейной зависимостью длительности от управляющего напряжения и коэффициентом заполнения, близким к едпН1ЩЕ.

Для этого в схему 1риггера на двух транзисторах с коллекторно-базовыми связями введен третий транзистор, который включается в плечо триггера между ба"oé одного и коллектором второго транзистора, причем база третьего транзистора посредством диода соединена с заземленным полюсом источника кол25 лекторного питания, коллектор его при помощи другого диода связан с источником управляющего напряжения, а мехсду коллектором и

Оазой Вкл10чена емкость. Такое Вкл1Очеппе дополнительного транзистора приводит, по су30 ществу, к замене резистова связи R одном из

269194 плеч триггера на пяте! pBTop с емкос!нОЙ коллекторно-базовo! Gîðàтной связью.

Известно, гго такой интегратор обеспечивает липс!!!!Ость заряда конденсатора, а время заряда пропорционально величине емкости обратной связи, сопротпвлешцо коллскторной нагрузки и коэффициенту у силения трапз tc!Ора по току ((). Практически это создает эффективное увеличение постоянной времени генератора в 6 раз, что позволяет в десятки раз увели шть длительность генерируемых импульсов и во столько же раз сократить относительное время восстановления схемы, определяющее коэффициент заполнения импульсов. Управление длительностью импульсов производится путем сравнения линейно-изменяющегося напряжения на конденсаторе с наг.ряжением внешнего источника.

Принципиальная схема одновпбратора приведена на чер еже.

О!! содержит триггер, собранный на трапзистОрах 1 и 2, в коллекторные цепи которых включены резисторы 8 и 4. Между коллектором одного из транзисторов и базой второго включен резистор 5, зашунтпроваппый ускоряющим конденсатором б, Вместо другого резистора обратной связи включен дополнитель ьш транзистор 7, между коллектором и базой которого включен интегрирующий конденсатор 8. Кроме того, база дополнительного транзистора соединена с нулевым потенциалом через диод 9, а для управления длительностью импульсов коллектор его связан с источником управляющего напряжения при помощи диода 10.

Смещение на базы транзисторов триггера подано через резисторы 11 и 12. Запуск генератора производится через элементы 13, 14 и

15. Кроме того, в схему введена (не имеющая принципиального значения) корректирующая цепь, состоящая из диода 1б и резистора 17, которая позволяет формировать прямоугольные импульсы не только на коллекторе транзистора 1, но и на коллекторе транзистора 2.

В исходном устойчивом состоянии при включении напряжения питания и отсутствии запускающих импульсов транзистор 1 заперт, а транзистор 2 открыт и насыщен. Через транзистор 7 протекает небольшой начальный ток, который, в основном, проходит через резисторы 1(, 17 и источники питания. Небольшой ток также протекает через базовый переход транзистора 7 и диод 9. В результате протекания начального тока на базе транзистора 1 создается небольшой положительный потенциал, который и поддерживает его в запертом состоянии.

Транзистор 2 открыт в результате связи его базы с коллектором закрытого транзистора 1.

На коллекторе транзистора 2 напряжение близко к потенциалу земли благодар5! !ему диод 1б проводит; на его катоде и, следовательно, на коллекторе транзистора 7 потенциал равен суммарному падению напряжения на открытых диоде и транзисторе. Конденса5

65 тор 8 разряжен, диод 10 заперт, так как абсолютная величина управляющего напряжения больше начального паг!ряжения на обкладке конденсатора 8.

Входной положительный запускающий импульс проходит через элементы 13, 15 и 16 и запирает транзистор 2. Напряжение на коллекторе транзистора скачком уменьшается до напряжения источника питания — Е,, что вызывает запирание диода 1б. При этом увеличивается ток через транзистор 7. Так как напряжение источника смещения-!-Е по абсолютной величине обычно существенно меньше напряжения источника коллекторного питания — Е„, а величины сопротивлений ll и 17 имеют одинаковый порядок, то в результате увеличения тока транзистора 7 увеличивается отрицательное напряжение на его эмиттере, что приводит к открыванию и насыщению транзистора 1. На коллекторе транзистора 1 напряжение становится близким к нулю. Это напряжение передается на базу транзистора 2, поддерживая его в запертом состоянии после окончания пускового импульса.

Описываемый процесс происходит лавинообразно и после его окончания транзистор 1 остается насыщенным, а транзистор 2 — надежно запертым.

Благодаря диоду 1б коллекторная цепь транзистора 7 практически отключается от триггера. Зарядный ток, протекающий через конденсатор 8, вызывает также запирание диода 9. Таким образом, транзистор 7 вместе с резистором 17 и конденсатором 8 образуют схему интегратора с коллекторно-базовой емкостной связью. Как известно, заряд емкости в такой схеме происходит по линейному закону, что обусловлено сильной отрицательной обратной связью между коллектором и базой транзистора.

Ток, проходящий через резистор 17, является одновременно током эмиттера транзистора 7 и током базы транзистора 1 и должен быть достаточным для удержания последнего в режиме насыщения в течение всего временноустойчивого состояния одновибратора. Этот ток, с другой стороны, является суммой токов базы и коллектора транзистора 7, причем базовый ток примерно в р раз меньше коллекторного. Таким образом, ток заряда конденсатора составляет лишь малую часть тока насыщения транзистора 1.

Заряд конденсатора 8 происходит до тех пор, пока напряжение на нем не достигнет потенциала, при котором откроется диод 10. С открыванием диода зарядный ток падает, уменьшается ток транзистора 7, а транзис.ор 1 выходпт из режима насыщения. Напряжеппс на коллекторе транзистора понижается, ч10 влечет за сооои появление базового тока и открывание транзистора 2. Возни àåò лавинообразный процесс, возврашающий одновибратор в исходное состояние, при котором транзистор 1 заперт, а транзистор 2 открыт и насыщен.

269194

Предмет изобретения

Редактор M. Андреева

Техред 3. H. Тараненко

Корректоры: Н. Л. Бронская и О. Б. Тюрина

Заказ 533!19 Издат. № 230 1ираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делаги изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 475

Типография, пр. Сапунова, 2

Далее происходит разряд конденсатора 8 через диод 9, открытый транзистор 2 и диод

1б.

Одновибратор, содержащий триггер на двух транзисторах и дополнительный транзистор с коллекторно-базовой емкостной связью, отличаюи ийся тем, что, с целью генерированияимпульсов с большой управляемой длительнсстью, транзистор с коллекторно-базовой емкостной обратной связью включен в одно из плеч триггера, причем эмиттер дополнительного транзистора подключен к базе одного

5 транзистора триггера, коллектор подключен к коллектору другого транзистора триггера и через диод к источнику управляющего напряжения, а база дополнительного транзистора подключена через диод к заземленной шине

10 источника питания.