ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ Российский патент 1995 года по МПК H03K3/335 

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для использования в радиоэлектронных устройствах автоматики в качестве источника импульсов с регулируемой частотой следования.

Известно устройство, которое содержит динистор с нагрузкой в цепи катода и резистор в цепи анода, подключенный к источнику питания, транзистор, база которого соединена с анодом динистора, эмиттер - с одним выводом времязадающего конденсатора, другой вывод которого соединен с общей шиной, коллектор транзистора соединен через резистор с источником питания [1]. Недостатком этого устройства является малый диапазон перестройки частоты генератора, ограниченный параметрами вольтамперной характеристики динистора. Регулировка частоты импульсов в этом генераторе может быть проведена изменением резистора в пределах не более ±20% от номинального значения, при этом снижается надежность обеспечения условий генерации в климатических условиях.

Известно также устройство (Гольденберг Л.Н. Теория и расчет импульсных устройств на полупроводниковых приборах - М.: Связь 1969 г. стр.624, рис. 1041), которое содержит динистор, анод которого подключен через резистор к источнику питания, катод - через нагрузочный резистор к корпусной шине, времязадающий конденсатор, шунтирующий анод динистора относительно корпуса. Это устройство позволяет проводить регулировку периода повторения импульсов с помощью резисторов в пределах не более ± 20%, что определяется наклоном отрицательного участка динистора. За пределами этого участка схема устройства выходит из автоколебательного режима.

Целью изобретения является увеличение диапазона регулировки частоты выходных импульсов.

Для этого в интеграторе импульсов, содержащем динистор, анод которого через резистор соединен с плюсовой шиной источника питания и с одним выводом времязадающего конденсатора, транзистор, эмиттер которого через резистор соединен с минусовой шиной, ограничительный резистор, включенный последовательно с времязадающим конденсатором, второй вывод времязадающего конденсатора подключен к базе транзистора и катоду динистора, коллектор транзистора соединен с анодом динистора, база через переменный резистор соединена с минусовой шиной.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства.

Генератор импульсов содержит динистор 1, анод которого через резистор 2 соединен с источником Е_п питания, времязадающий конденсатор 3, последовательно с которым включен ограничительный резистор 4, транзистор 5, коллектор которого подключен к аноду динистора 1, а эмиттер через резистор 6 соединен с минусовой шиной, база транзистора 5 через переменный резистор 7 соединена с минусовой шиной.

Устройство работает следующим образом. После подачи напряжения питания Е_п конденсатор 3 заряжается по цепи: источник питания Е_п - конденсатор 3, резистор 4, переход база-эмиттер транзистора 5, резистор 6, минусовая шина питания. Резистор 7 шунтирует базу транзистора 5, который отпирается током заряда конденсатора 3. По мере заряда конденсатора 3 растет потенциал анода 2 динистора 1. Когда напряжение на конденсаторе 3, а следовательно, и на динисторе 1 достигает величины напряжения включения, динистор 1 открывается. Конденсатор 3 разряжается по цепи: динистор 1, конденсатор 3, резистор 4. На коллекторе транзистора 5 формируется выходной импульс с амплитудой, равной напряжению пробоя динистора. По мере разряда конденсатора 3 ток, проходящий через динистор 1, уменьшается. Когда он достигает величины, меньшей тока удержания динистора 1, последний выключается, ток в этой цепи прекращается, начинается новый цикл заряда конденсатора 3 и процессы в схеме повторяются.

Когда динистор 1 включен, он шунтирует переход коллектор-база транзистора 5. В этот период практически весь ток, текущий от источника Е_п питания через резистор 2, течет через транзистор 5, если величина резистора 7 максимальна.

Для оценки работы предлагаемого устройства следует рассмотреть работу этого устройства в двух крайних положениях движка переменного резистора 7. В случае первом, когда движок резистора 7 находится в крайнем нижнем, ближе к корпусному выводу положении. В этом случае частота генератора минимальна, т. е. период повторения импульсов максимален. Времязадающий конденсатор 3 заряжается током базы транзистора 5, который в β раз меньше тока коллектора тринзистора, где β - коэффициент усиления по току транзистора 5. Суммарный ток базы и коллектора равен току, текущему от источника Е_п, через резистор 2.

Величина периода повторения импульсов генератора может быть оценена с помощью следующего соотношения:
T₁ = n ^. R₂^. C₃^. β, (1) где Т - период повторения импульсов;
n - постоянный коэффициент;
β - коэффициент усиления по току транзистора 5;
R₂, С₃ - элементы 2 и 3 схемы.

В случае втором, когда движок резистора 7 находится в крайнем верхнем положении, и база транзистора 5 оказывается закороченной на корпусную (минусовую шину источника) шину, период повторения импульсов генератора оказывается минимальным. В этом случае конденсатор 3 заряжается током, текущим через резистор 2, и скорость его заряда максимальна. Транзистор 5 закрыт и не участвует в процессах образования импульсов, так как его переход эмиттер-база шунтирован. Величина периода повторения импульсов генератора может быть оценена соотношением:
Т₂ = n ^. R₂^. C₃. (2)
При плавном изменении положения движка резистора 7 будет меняться и период частоты следования импульсов генератора. Коэффициент перестройки частоты можно определить как отношение периодов повторения импульсов при крайних положениях движка резистора 7.

В справочниках на полупроводниковые транзисторы приводятся данные о величинах коэффициента β усиления по току, которые имеют значения от нескольких десятков до сотен раз. Включение резистора 6 в схему последовательно с эмиттером транзистора позволяет достигать большей линейности регулировки периода импульсов.

Предлагаемое устройство позволяет осуществить управление частотой генератора на динисторе в широких пределах при неизменной величине времязадающего резистора 2, номинал которого может быть взят оптимальным для каждого динистора с учетом разброса V.A.X.-динисторов. Включение транзистора предлагаемым способом улучшает выполнение условия обеспечения автоколебательного режима устройства.

Использование: в радиоэлектронных устройствах автоматики в качестве источника импульсов с регулируемой частотой следования. Сущность изобретения: в генераторе импульсов, содержащем динистор 1, анод которого через резистор 2 соединен с шиной источника питания и с одним выводом времязадающего конденсатора 3, транзистор 5, эмиттер которого соединен через резистор 6 с общей шиной источника питания, резистор 4, включенный последовательно с времязадающим конденсатором 3, второй вывод времязадающего конденсатора соединен с базой транзистора и катодом динистора, коллектор транзистора соединен с анодом динистора, база через переменный резистор 7 соединена с общей шиной источника питания, что обеспечивает возможность регулирования частоты следования импульсов в широких пределах. 1 ил.

ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ, содержащий динистор, анод которого через первый резистор соединен с шиной источника питания, а катод через второй резистор - с общей шиной, транзистор и времязадающий конденсатор, отличающийся тем, что, с целью увеличения диапазона регулировки частоты выходных импульсов, один из выводов времязадающего конденсатора соединен с анодом динистора и коллектором транзистора, база которого соединена с катодом динистора и через третий резистор - с другим выводом времязадающего конденсатора, а эмиттер транзистора через четвертый резистор соединен с общей шиной источника питания.