ПОРОГОВОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2004 года по МПК H03K3/30 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Пороговое устройство может быть использовано для контроля уровня однократных импульсных сигналов и генерации импульсов напряжения с заданной амплитудой.

Известен генератор импульсов (см. авторское свидетельство СССР №406299 от 09.08.71, Н 03 К 3/30, "Генератор импульсов", В.Л.Монин, В.В.Канавин, опубликовано 05.11.73, бюл. №43), выполненный по схеме блокинг-генератора, содержащий транзистор, в коллекторную цепь которого включена первичная обмотка импульсного трансформатора, эмиттер и база транзистора через соответствующие резисторы соединены с плюсом источника питания, и через накопительный конденсатор база транзистора соединена с минусом источника питания, стабилитрон и транзистор, управляемый дополнительной обмоткой трансформатора. Недостатком данного устройства являются невысокая стабильность, надежность и слабая помехозащищенность.

Известен блокинг-генератор (см. авторское свидетельство СССР №527816 от 07.02.75, МКИ Н 03 К 3/30, "Блокинг-генератор", Н.П.Моисеев, Г.В.Павлов, Ф.Ф.Паршин, В.Т.Страхолис, опубликовано 05.09.76, бюл. №33), который является наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству и выбран в качестве прототипа. Он содержит транзистор, в коллекторную цепь которого включена первичная обмотка импульсного трансформатора, эмиттер и база транзистора через соответствующие резисторы соединены с плюсом источника питания, а через накопительный конденсатор база транзистора соединена с минусом источника питания, стабилитрон, включенный в цепь эмиттера транзистора, причем параллельно стабилитрону включен коллекторно-эмиттерный переход дополнительного транзистора, база которого через обмотку обратной связи трансформатора соединена с минусом источника питания.

К недостаткам данного устройства относятся потери напряжения на двух переходах коллектор-эмиттер основного и дополнительного транзисторов, включенных последовательно с нагрузкой. (Особенно заметно потери проявляются при напряжениях 3-5 В источников сигналов, характерных для схем вычислительной техники). Кроме этого, наличие в схеме прототипа параллельной трансформаторной обратной связи по напряжению не позволяет использовать его в условиях, приводящих к деградации усилительных свойств транзисторов (низкая температура и т.п.), и приводит к дополнительному расходу энергии в цепи базы дополнительного транзистора.

Решаемой задачей является создание экономичного порогового устройства, работающего при низком входном напряжении и при деградации усилительных свойств транзисторов.

Техническим результатом является повышение коэффициента полезного действия, чувствительности и надежности порогового устройства.

Указанный технический результат достигается тем, что пороговое устройство содержит два транзистора одного типа проводимости, база первого из которых через конденсатор соединена с нулевой шиной источника сигнала, выходной импульсный трансформатор в коллекторной цепи первого транзистора для согласования нагрузки, последовательно соединенные стабилитрон и резистор, первый вывод которого соединен с потенциальной шиной источника сигнала, а второй вывод - с коллектором второго транзистора, соединенного параллельно со стабилитроном. Новым является то, что между потенциальной шиной источника сигнала и первичной обмоткой выходного импульсного трансформатора включена первичная обмотка дополнительного импульсного трансформатора, вторичная обмотка которого выполнена повышающей и в согласованном по фазе направлении включена между базой и эмиттером второго транзистора, эмиттер которого соединен с базой первого транзистора, соединенного эмиттером с нулевой шиной источника сигнала.

Указанная совокупность признаков позволяет повысить коэффициент полезного действия, чувствительность и надежность порогового устройства.

На чертеже приведена схема порогового устройства.

Пороговое устройство содержит транзисторы 1 и 2 одного типа проводимости, причем база транзистора 1 через конденсатор 3 соединена с нулевой шиной 4 источника сигнала, выходной импульсный трансформатор 5 в коллекторной цепи транзистора 1 для согласования нагрузки, последовательно соединенные стабилитрон 6 и резистор 7, первый вывод которого соединен с потенциальной шиной 8, а второй вывод - с коллектором транзистора 2, соединенного параллельно со стабилитроном 6. Между потенциальной шиной 8 источника сигнала и первичной обмоткой выходного импульсного трансформатора 5 включена первичная обмотка дополнительного импульсного трансформатора 9, вторичная обмотка которого выполнена повышающей и в согласованном по фазе направлении включена между базой и эмиттером транзистора 2, эмиттер которого соединен с базой транзистора 1, соединенного эмиттером с нулевой шиной 4 источника сигнала.

Пороговое устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии схема обесточена. При подаче от источника импульсного сигнала на потенциальную шину 8 относительно нулевой шины 4 напряжения, превышающего уровень стабилизации стабилитрона 6, через резистор 7 и стабилитрон 6 начинает протекать ток, который заряжает конденсатор 3 и открывает базовый переход транзистора 1. В результате коллекторное напряжение транзистора 1 падает и к первичным обмоткам трансформаторов 5 и 9 прикладывается часть напряжения от источника импульсного сигнала. Напряжение на вторичной повышающей обмотке трансформатора 9 открывает переход база-эмиттер транзистора 2, коллекторный переход которого шунтирует стабилитрон 6, создавая цепь гальванической положительной обратной связи для транзистора 1. Этот процесс завершается лавинообразным увеличением токов транзисторов 1 и 2, и оба они переходят в насыщенное состояние. Напряжение на потенциальной шине, за вычетом падения напряжения на переходе коллектор-эмиттер транзистора 1, прикладывается через трансформатор 5 к нагрузке. Падением напряжения на первичной обмотке трансформатора 9 при этом можно пренебречь, т. к. напряжение база-эмиттер открытого транзистора 2 приводится к этой обмотке с большим понижением.

Предлагаемое схемное решение позволяет повысить коэффициент полезного действия и чувствительность порогового устройства за счет:

- резкого уменьшения базового тока транзистора 2;

- исключения из цепи первичной обмотки выходного импульсного трансформатора второго транзистора.

Был изготовлен опытный образец порогового устройства с применением транзисторов 2Т652 и трансформаторов на ферритовых сердечниках М2000НМ1-17 (К16×10×4,5). Более высокая надежность подтверждена сохранением работоспособности опытного образца при снижении коэффициента h_21e передачи тока транзисторов до 5-10 единиц.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может использоваться для контроля уровня однократных импульсных сигналов и генерации импульсов напряжения с заданной амплитудой. Технический результат заключается в повышении коэффициента полезного действия, чувствительности и надежности. Устройство содержит два транзистора (Т) (1), (2), конденсатор (3), выходной импульсный трансформатор (ТР) (5), стабилитрон (СТ) (6), резистор (7), дополнительный импульсный ТР (9), потенциальную (8) и нулевую (4) шины источника сигнала. Напряжение на вторичной повышающей обмотке ТР (9) открывает переход база-эмиттер Т (2), коллекторный переход которого шунтирует СТ (6), создавая цепь гальванической положительной обратной связи для Т (1). Т (1) и Т (2) за счет лавинообразного увеличения токов переходят в насыщенное состояние. Технический результат достигается за счет резкого уменьшения базового тока Т (2) и исключения из цепи первичной обмотки ТР (5) Т (2). 1 ил.

Пороговое устройство, содержащее два транзистора одного типа проводимости, база первого из которых через конденсатор соединена с нулевой шиной источника сигнала, выходной импульсный трансформатор в коллекторной цепи первого транзистора для согласования нагрузки, последовательно соединенные стабилитрон и резистор, первый вывод которого соединен с потенциальной шиной источника сигнала, а второй вывод с коллектором второго транзистора, соединенного параллельно со стабилитроном, отличающееся тем, что между потенциальной шиной источника сигнала и первичной обмоткой выходного импульсного трансформатора включена первичная обмотка дополнительного импульсного трансформатора, вторичная обмотка которого выполнена повышающей и в согласованном по фазе направлении включена между базой и эмиттером второго транзистора, эмиттер которого соединен с базой первого транзистора, соединенного эмиттером с нулевой шиной источника сигнала.