Пороговое устройство Советский патент 1983 года по МПК H05K13/00 G05B1/01 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при построении аналого-цифровых преобразователей.

Известны пороговые устройства, выполненные на туннельном Диоде t13

Недостатком таких устройств является наличие гистерезиса.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является пороговое устройство, содержащее первый и второй туннельные диоды, первый и второй диоды, первую и вторую катушку индуктивности и перестраиваемый генератор тока, выход которого и аноды первого туннельного диода, второго диода, а также первый вывод первой- катушки индуктивности об1.единены и подключены к входной и выходной шинам, а катод первого туннельного диода подключен непосредственно к аноду второго туннельного диода и через последовательно соединенные первый диод и вторую катушку индуктивности - к шине нулевочо потенциала, к которой подключены непосредственно катод второго туннельного дидда и через источник смещения катод второго диода Г 2.

Недостатком известного устройства является искажение формы выходного сигнала при медленно изменяющихся входных токах вследствие паразитной генерации, заключающейся в том, что в течение времени нахождения входного тока в облэсти между порогами срабатывания первого и второго туннельного диодов на выходе порогового устройства вырабатывается вместо непрерывного сигнала последовательность импульсов (так как в этом случае будет срабатывать лишь один туннельный диод). Это приводит к нарушению работы сопрягаемых с пороговым устройством узлов. Уменьшить область паразитной генерации возможно лишь тщательным подбором туннельных диодов с идентичными ольтамперными характеристиками и равными пиковыми токами, что практически затруднено, а в некоторых случаях невозможно.

Целью изобретения является повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в пороговое устройство, содержа11..ее первый и второй туннельные диоды, первый и второй диоды, первую и вторую катушки индуктивности и перестраиваемый генератор тока, выход которого и аноды первого туннеЛного диода, второго диода, а также первый вывод первой катушки индуктивности объединены и подключены к входной и выходной шинам, а катод первого туннельного диода подключен непосредственно к аноду второго туннельного диода и через последовательно соединенные первый диод и вторую катушку индуктивности - к шине нулевого потенциала, к которой подключены непосредст венно катод второго туннельного диода и через источник смещения катод второго диода, введены источник напряжения .и транзистор, база которого подключена к второму выводу первой катушки индуктивности, эмиттер - к катоду первого туннельного диода, а коллектор - к источнику напряжения.

На фиг. 1 представлена принципи- . альная схема порогового устройства; на фиГо 2 - графики вольтамперных характеристик туннельного диода 1 и диода 2.

Пороговое устройство содержит туннельные диоды 1 и 2, транзистор 3, диоды 4 и 5, катушки 6 и 7 индуктивности, источник 8 напряжения, перестраиваемый генератор 9 тока, выход которого и аноды туннельного диода 1 и диода 5, а также первый вывод первой катушки 6 индуктивности объединены и подключены к входной и выходной

5 шинам порогового устройства. Катод туннельного диода 1 подключен непосредственно к аноду туннельного диода 2 и через последовательно соединенные диод k и входную-катушку 7

0 индуктивности .- к шине нулевого потенциала, с которой соединен также катод ннельного диода 2. База транзистора подключена к второму выводу первой катушки 6 индуктивности, а эмиттер 5 к катоду туннельного диода 1. Коллектор транзистора 3 подключен к источнику 8 напряжения, а катод диода 5 подключен к источнику смещения.

0 Устройство работает следующим образом.

Туннельные диоды 1 и 2 имеют приблизительно одинаковые вольтамперные характеристики, однако туннельный

е ДИОД 2 выбирается с заведомо большим пиковым током Зп- Диоды ц и S имеют напряжение отпирания U , меньше напряжения впадины навольтамперной характеристике туннельного диода (фиг. 2),

На катоде диода 5 создано напряжение смещения Up.д таким образом, чтобы напряжение отпирания диода 5 (ид5 UP+ и) было меньше напряжения раствора туннельных диодов 1 и 2 (Upp). Перестраиваемый генератор 9 тока вырабатывает ток Э„,, величина S и направление которого обеспечивают требуемый порог срабатывания порогового устройства. Если суммарный ток Oj. 0px Эпгт меньше Э, то напряжение на каждом из туннельных диодов 1 и 2 не превышает величины 11, которая меньше величины U, а напряжение на обоих диодах меньше, соответственно, величины 211,, которая, в свою очередь, меньше величины U.- см Отсюда следует, что диоды f и 5 и транзистор 3 закрыты. В момент повышения суммарным током тока пика туннельного диода 1 этот туннельный диод срабатывает. Его рабочая точка переместится в точку 2 вольтамперной характеристики (фиг, 2). При этом напряжение на туннельном диоде 1 станет равным ирр , Поскольку Upp 7 Upi-Uf.ji, диод 5 откроется и рабочёя точка на вольтамперной характеристике диода 5 (фиг. -2, ветвь 2) начнет перемещаться из точки 6 в сторону точки 7. Вследствие ответвления части тока в диод 5 ток через туннельный диод 1 уменьшается (рабочая точка перемещается по ветви 1 от точки 2, в сторону ЗХ Этот процесс продолжается до момента, когда наступает динамическое равнове сие, т.е. при Д5 и При отсутствии цепи эмиттер - база транзистора 3 - катушка 6 индуктивности

процесс перераспределения на этом закончился бы. При наличии же ее и поскольку Upp7 Ujj, после перехода рабочей точки туннельного диода 1 в точку 2 открывается транзистор 3 и в цепи эмиттер - база транзистора 3 - катушка 6 индуктивности начинает нарастать ток по экспоненциальному закону. В силу наличия инерционного элемента (катушка 6 индуктивности) нара.стание этого тока происходит значит j.i тельно медленнее, чем нарастание тока через диод 5. Очевидно, что увеличение тока в цепи эмиттер - база транзистора 3 катушка 6 индуктивности происходит за счет уменьшения тока в туннельном диоде 1 и диоде 5 (Отсчитаем постоянной величиной).

Это происходит до тех пор, пока диод 5 не закроется. После закрытия диода 5 весь D-51 протекает через туннельный диод 1 и последний срабатывает. И так далбе по очереди срабатывают туннельные диоды 1 и 2. Генерация продолжается до тех пор, пока ток не станет меньше величины тока срабатывания туннельного диода 1, после чего на выходе порогового устройства установится.низкий потенциал.

В течение процессагенерации на выходе порогового устройства поддерживается напряжение ир,,уидд Ц..

В пороговом устройстве цель достигается посредством принудительного включения туннельного диода 2 путем подачи на него дополнительного тока из источника 8 напряжения с помощью управляющего элемента, которым является транзистор 3

ПОРОГОВОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее -первый и второй туннельные диоды, первый и второй диоды, первую и вторую катушки индуктивности и перестраиваемый генератор тока, выход которого и диоды первого туннельного диода, второго диода, и также первый вывод первой катушки индуктивности объединены и подключены к входной и выходной шинам, а катод первого туннельного диода подключен непосредственно к аноду второго туннельного диода и через последовательно соедиг. ненные первый диод и вторую катушку индуктивности - к шине нулевого потенциала, к которой подключены непосредственно катод второго туннельного диода и через источник смещения катод второго диода, отличающееся тем, что, Cj целью повышения надежности, в него введены источник напряжения .и транзистор, база которого подключена к второму выводу первой катушки индуктивности, эмит(Л тер - к катоду первого туннельного диода, а коллектор - к источнику напряжений. 4 05