Пороговое устройство

Авторы патента:

G05B1/01 - Регулирующие и управляющие системы общего назначения; функциональные элементы таких систем; устройства для контроля или испытания таких систем или элементов (пневматические и гидравлические приводы или системы, действующие с помощью пневмогидравлических средств вообще F15B; вентили как таковые F16K; механические элементы конструкции G05G; чувствительные элементы /датчики/ см. в соответствующих подклассах, например в G12B, в подклассах классов G01,H01; устройства для корректирования см. в соответствующих подклассах, например H02K)

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

343249

Фовз Советепив

Социалистическ ив

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 04.11.1969 (№ 1301515/26-9) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 22.Ч1.1972. Бюллетень ¹ 20

Дата опубликования описания 10Х1П.1972

N. Кл. G 05Ь 1/01

Н 03k 5/20

Комитет по делая изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.374,33(088.8) Авторы изобретения

Г. П. Виноградов, А. Н. Орлов и Ю. Я. Берс н . (;

Заявитель! с .t . l» \ -l Г ° г. ь

ПОРОГОВОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть применено в импульсной технике, устройствах автоматики в качестве порогового устройства.

Известны пороговые устройства, содержащие туннельный диод и транзистор.

Недостатком известных устройств является большой ток туннельного диода на второй восходящей ветви вольтамперной характеристики при величине выходного сигнала, существенно превышающей порог срабатызания устройства, что приводит к повышению рассеиваемой туннельным диодом мощности и его деградации.

Следствием этого является уменьшение срока службыпороговогоустройства или ограниченный диапазон его входиblx напряжений.

С целью повышения надежности и расширения диапазона амплитуд входных напряжений в предлагаемое пороговое устройство введен нелинейный элемент, например стабилитрон, включенный между коллектором транзистора и точкой соединения резисторов в цепи смещения туннельного диода.

При величине входного сигнала, превышающей порог срабатывания устройства, туннельный диод переключается в область высокого напряжения, транзистор открывается, и значительная часть тока туннельного диода ответвляется через цепь, содержащую нелинейный элемент. Кроме того, для уменьшения разности напряжений срабатывания и отпускания или уменьшения рассеиваемой туннельным диодом мощности на туннельный диод

5 могут быть поданы импульсы, уменьшающие напряжение на нем.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства.

Пороговое устройство состоит из чувстви10 тельного элемента, в качестве которого применен туннельный диод 1 с резистивной цепью смещения (резисторы 2, 3), выходного усилителя на транзисторе 4 с коллекторным резистором 5, резистором б в цепи базового сме15 щения, резистором 7 связи и токоответвляющей цепи, содержащей стабилитрон 8 и встречно включенный диод 9. Токоответвляющая цепь может состоять из диода 10 и резистора

11; возможно применение обеих цепей в од20 ном устройстве. Для сглаживания пульсаций входного сигнала и повышения помехоустойчивости порогового устройства может быть включен конденсатор 12. Резистор И необходим при подключении анода туннельного дио25 да к источнику положительного смещения (показано пунктиром на чертеже) для получения положительного или близкого к нулю порога срабатывания.

При величине входного сигнала, меньшей

ЗО порога срабатывания устройства, ток в цени, 343249

60 состоящей из туннельного диода 1 и резисторов

2, 8, мал, рабочая точка туннельного диода находится на первой восходящей ветви его вольтамперной характеристики, транзистор 4 заперт током смещения через резистор б, при этом по токоответвляющей цепи идет лиш*ь обратный ток диодов 9 и 10, так как они заперты напряжением на коллекторе закрытого транзистора 4. При дости>кении входным сигналом величины порога срабатывания усгройства туннельный диод переключается, падение напряжения на нем увеличивается, транзистор 4 открывается током через резистор 7.

Запирающее напряжение токоответвляющсй цепи падает до уровня напря>кения на коллекторе насыщенного транзистора и при дальнейшем увеличении входного сигнала значительная часть тока, проходящего через туннельный диод, замыкается через цепь, содержащую нелинейный элемент и открытый транзистор. Цепь, состоящая из стабилитрона 8 и диода 9, включается при величине напряжения в точке соединения резисторов (на конденсаторе 12), превышающий сумму пробивного напряжения стабилитрона 8, прямого падения напряжения на диоде 9 и напря>ке. ния на коллекторе открытого транзистора 4.

Токоответвляющая цепь: диод 10 вЂ” резистор

11, Отли IBcTcH значительно меньшим уровнем напряжения включения, но большей зависимостью падения наиря>кения на ней от величины ответвляемого тока, поэтому в разных пороговых устройствах могут быть применены различные токоответвляющие цепи и их сочетания.

Порог срабатывания схемы задается резисторами 2 и 8, величина тока на второй восходящей ветви туннельного диода определяется уровнем напряжения включения токоответвляющей цепи, величиной сопротивления резистора 8 и током через резистор 7. Порог срабатывания схемы может быть близок к нулевому напряжению или положительным, если подключить анод туннельного диода к источнику положительного смещения, при этом для обеспечения открытого состояния транзистора 4 необходимо включить резистор 18; уровень напряжения включения токоответвляющей цепи сохраняется; Аналогичную схему с включением токоответвляющей цепи при положительном напряжении можно получить при изменении полярности источников питания и смещения, полярности включения туннельного диода токоответвляющей цепи и при применении транзистора 4 типа и-р-и. Диод 9, кроме развязки цепи смещения туннельного диода от источника Е, где Е,вЂ” напря>кение питания, при закрытом транзисторе 4 может одновременно служить для стабилизации падения напряжений на токоответвляющей цепи

45 при изменении температуры окружающей среды.

Схема предлагаемого устройства имеет значительно больший диапазон входных напряжений, чем известные; ток, протекающий через туннсльный диод при переключении его в область высокого напряжения не превышаст выбранной величины, и степень деградации туннельного диода существенно понижается.

Разность напря>кений срабатывания и отпускания предлагаемого порогового устройства можно уменьшить, если на туннельный диод подать импульсы как показано на чертеже, причем при подаче положительных импульсов повышается напряжение отпускания, а при подаче отрицательных импульсов понижается напряжение срабатывания. При подаче положительных импульсов мощность, рассеиваемая туннельным диодом, уменьшается, а при подаче отрицательных импульсов вЂ” увеличивается.

Для изменения полярностей подаются отрицательные импульсы, т. е. полярность импульсов должна быть такой, чтобы напряжение на туннельном диоде уменьшилось, Если амплитуда импульсов недостаточна для переключения туннельного диода, то входным сигналам меньше и больше порога срабатывания соответствуют закрытое и открытое состояния транзистора 4; при переключении туннельного диода положительными импульсами тем >ке сигналам соответствует закрытое состояние транзистора 4 и наличие импульсов на выходе схемы.

Работоспособность предлагаемого порогового устройства была проверена на лабораторных макетах; величина тока туннельного диода на второй восходящей ветви его вольтампсрной характеристики не превышает выбранного уровня при величине диапазона входных напряжений 20 в. Следовательно, степень дерадации туннельного диода значительно понижена, а надежность его существенно возрастает, Предмет изобретения

Пороговое устройство, содержащее туннельный диод с резистивной цепью смещения и транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером, база которого подсоединена к катоду туннельного диода, отличающееся тем, что, с целью повышения надежносги устройства и расширения диапазона амплитуд входных напряжений, введен нелинейный элемент, например стабилитрон, подсоединенный между коллектором транзистора и точкой соединения резисторов в цепи смещения туннельного диода.

343249

Составитель Л. Рубинчик

Текред А. Камышникова

Редактор T. Морозова

Корректор Е. Исакова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3305/7 Изд. Ме 1035 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская иаб., д. 4/5

Сравнивающее устройство с потенциальнымвыходом // 341005

Селектор уровня // 341004

Всесоюзная iпз'зтстщл -t-'-if,,,,,,5ид|?ьп1у"];1ш||е'ядя{б! ';ьл?'ю-^е'1л iг. г. соловский // 339900

Элемент сравнения для автоматического регулятора технологического параметра // 339899

Способ автоматического управления влажностью бумажного полотна // 338889

Патент 334522 // 334522

Устройство сравнения // 332422

Трехпозиционное пороговое устройство сравнения // 332421

Патент 329505 // 329505

Многофункциональное устройство генина а.и. (варианты) // 2106673

Изобретение относится к электроизмерениям, автоматике, импульсной, преобразовательной и др.технике и может быть использовано в качестве многофункционального устройства, например, сравнение фаз или напряжений, или длительностей, или формирователей в интегральном исполнении

Многофункциональное устройство генина а.и. (варианты) // 2106673

Сравнивающее устройство // 2118841

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к устройствам обработки сигналов, и может быть использовано в схемах допускового контроля

Способ позиционирования подвижного элемента относительно базовой системы координат // 2182530

Изобретение относится к области машиностроения, а именно, к прецизионным позиционирующим средствам, и может быть использовано в прецизионных станках, высокоточных копирующих устройствах, а также в фотолитографических комплексах для электронной промышленности

Способ и устройство управления технологическими процессами // 2183904

Изобретение относится к области использования микроэлектронных устройств, а именно логических микросхем, предпочтительно цифровых, и может быть использовано во всех областях техники при управлении технологическими процессами посредством регистрации и обработки аналоговых сигналов, характеризующих технологические процессы

Способ и устройство для автоматической установки усиления в контурах управления // 2234115

Изобретение относится к автоматике и может использоваться в устройствах воспроизведения компакт-дисков или цифровых видеодисков, для фокусировки сканирующего или записывающего светового или лазерного луча на носителе оптической записи или для отслеживания дорожек с записью информации

Устройство сравнения на кмдп транзисторах // 2236696

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в КМДП интегральных схемах в качестве устройства логической обработки многоразрядных двоичных данных

Компаратор двоичных чисел // 2300132

Изобретение относится к вычислительной технике для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др

Способ моделирования для металла // 2317577

Изобретение относится к области электротехнике, в частности к способам моделирования для металла (1), температура (Т) которого непосредственно или косвенно подвергается воздействию по крайней мере одного исполнительного органа (2), который управляется согласно регулирующему воздействию (S)

Способ компенсации статических нелинейностей // 2323463

Изобретение относится к области систем автоматического управления, в частности к технике формирования управляющих сигналов