Генератор импульсов Советский патент 1983 года по МПК H03K3/26 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в аналого-цифровых преобразователях время-импульсного типа, как генератор тактовых импульсов в оптронных схемах автоматики и вычисли Тельной техники и как элемент индикации.

Известен генератор импульсов, содержащий усилитель на транзисторе, к входу которого подключена времязадающая цепочка, состоящая из сопро тивления и конденсатора, и два оптрона с электролюминесцентным диодом и фотодиодом каждый tl3. ,

Недостатки данного генератора заключаются в том, что он не может использоваться в качестве элемента памяти, а также не может работать . в ждущем режиме.

Известен генератор импульсов, содержащий последовательно включенные в цепь источника питания светодиод и транзисторный ключ, у которого база транзистора соединена через резистор с первой клеммой управления и через последовательно соединенньае два фотодиода, оптически связанных со светодиодом и второй клеммой управления 2.

Однако, данный генератор обладает сравнительно узкими функциональными .возможностями, поскольку управление I им осуществляется только потенциальными сигналами, что, например,, не позволяет использование его в качестве ячеек индикации с памятью.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей,.

Поставленная цель достигается тем, что в генератор импульсов, содержащий последовательно включенные, в цепь источника питания светодиод и транзисторный ключ, у которого база транзистора чере,з первый резистор соединена с первой клеммой управления, и, непосредственно с катодом фотодиода, оптически связанного со светодиодом, резисторы, введен второй транзисторный ключ на транзисторе противоположного типа проводимости, коллектор которого через третий резистор соединен.с базой транзистора-первого ключа, база через.в Четветый резистор - с коллектором транзистора первого ключа и через пятый резистор - с третьей клеммой управления, а эмиттер - со второй клеммой управления, причем анод фотодиода через второй резистор соединен с общей шиной.

На чертеже приведена принципиальная схема генератора импульсов

Генератор содержит основной ключ на транзисторе 1, резистор 2, включенный между базой транзистора и клеммой 3, с ветодиод 4, включенный в коллекторную цепь транзистора 1,

фотодиод 5, связанный с общей шиной источника, питания через резистор. Катод фотодиода подключен к базе транзистора 1, а светодиод 4 оптически связан с фотодиодом 5. Кроме того, генератор содержит дополнительный ключ, на транзисторе 7, коллектор которого подсоединен к базе транзистора 1 через резистор 8, эмиттер - к- клемме 9, а база- - через резистор 10 - к коллектору транзистора 1 и через резистор 11 - к клемме 12.

Генератор работает следующим образом.

Режим генерации. В даннрМ режиме на клемму 3 подается положительное регулирующее напряжение, а клеммы 9 и 12 не используются. Выходным сигналом является световой поток светодиода 4.

При включении напряжения питания из-за положительного смещения,, приложенного к базе транзистора 1 через резистор 2, транзистор 1 открывается и достигает насыщения. В этот момент через светодио.т 4 начинает протекать ток J -пор пороговое значение тока светодиода 4) и он начинает излучать световой поток. Интенсивность излучения светодиода 4 должна быть такой, чтобы выполнялось условие 1. (где /5 коэффициент усиления транзистора 1; , S - коэффициент оптической связи; при достижении которого формируется вершина импульса. Длительность вершины импульса определяется инерционностью фотодиода 5. Начинается процесс рассасывания зарядов из области базы транзистора 1, при этом его ток коллектора 3j; уменьшается. Формируется задний фронт импульса. Когда 3(3г,,р световод 4 гаснет и начинается формирование паузы между импульсами, длительность которой зависит от схемной релаксации, обусловленной RC параметрами светодиода 4, транзистора 1 и резистора 2. Когда потенциал базы превысит на определенную величину потенциал эмиттера, транзистор открывается и .весь процесс повторяется. Изменяя величину напряжения на клемме 3 можно изменять время заряда емкостей р-п перехода светодиода и транзистора, а значит частоту следования импульсов.

Режим ждущего генератора. В этом режиме на клемму 9 подается +0 а на клемму 12 управляющие импульсы.

При подаче на управляющую клемму 12 импульса отрицательной относительно типа питания полярности транзистор 7 открывается и в базу транзистора 1 поступает ток, обеспечивающий его переход в активный режим насыщения. При этом, благодаря обратной связи, через резистор 10 транзистор

7 поддерживается в открытом состоянии и после прекращения действия импульса на клемме 12. Когда 3 транзистора I станет больше Оп,р, светрдиод начнет излучать световой поток. При достижении условия pj S 1 , сформируется вершина импульса. Формирование вершины заканчивается после полного открывания фотодиода 5. Затем начинается процесс рассасывания зарядов из области базы транзистора 1 ведущий к уменьшению его коллекторного тока. Резистор 2 служит для того, чтобы транзистор не входил в область отсечки, а был в режиме, который соответствовал условию О Jj пор что обеспечивает поддержание транзистора 7 в открытом состоянии и после выключения светодиода 4 (режим работы транзистора 7 выбран таким образом, что он находится в открытом состоянии при изменении тока коллектора транзистора I от максимального до Лк подчинающегося условию О 3 Зпор) Формируется пауза между импульсами, длительность которой зависит от схемной релаксации, обусловленной RC параметрами светояиода 4, транзистора 1 и транзистора 7. Когда потенциал базы транзистора 1 снова повысится за счет постоянно поступающего тока через открытый транзистор 7, ток коллектора транзистора 1 станет больше порогового тока светодиода и весь процесс повторится. С поступлением .

на управляющий вход 12 положительного относительно шины питания импульса транзистор 7 закроется и соответственно закроемся транзистор 1, что через резистор 10, обеспечивает поддержание транзистора 7 в закрытом состоянии после прекращения действия импульса на управляющей клемме 12, так как потенциал базы транзистора 7 относительно своего эмиттера бу0дет равен нулю .Генерация прекращается.

Последний режим можно использовать для создания на базе предлагаемого устройства элементов индикации с памятью, потребляющих меньшую

5 мощность. Так, подав запускающий импульс на клемму 12, переводится устройство в режим излучения света, который будет продолжаться до тех пор, пока не поступит гасящий импульс. Поскольку при этом светодиод

0 излучает свет импульсами, общая потребляемая мощность по сравнению с непрерывным режимом излучения. Таким образом, предлагаемый генератор можно использовать как в ка5честве генератора, .так и в качестве элемента индикации с памятью и пониженной потребляемой мощностью, что достигается введением в генератор импульсов дополнительного ключа и

0 четырех резисторов. Кроме того, схематическая простота и отсутствие реактивных элементов позволяет его изготовить в интегральном виде в едином техническом исполнении.

ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ, содержащий последовательно включенные в цепь источника питания светодиод :и транзисторный ключ, у которого ба;за транзистора через первый резистор соеда нема с первой клеммой управления и непосредственно,с катодом фотодиода, оптически связанного со светодиодом, резисторы, о т л и ч а,ю щ и и с я тем, что с целью расширения функциональных возможностей, в него введен.второй транзисторный ключ на транзисторе, противоположного типа проводимост и, коллектор которого через третий резистор соединен с базой транзистора первого ключа, база через четвертый резистор с коллектором транзистора первого ключа и через пятый резистор с третьей клеммой управления, а эмиттер - с второй клеммой упра:вления, причем анод фотодиода через g второй резистор соединен с общей шиной. ел со со to