Генератор импульсов Советский патент 1983 года по МПК H03K3/02 

2; Генератор по п. 1, о т л и чающийся тем, что, с целью расширения диапазона частот, в него введен конденсатор обратной связи и ключевой транзистор, подключенный параллельно пороговому элементу с

отрицательным сопротивлением, база которого через конденсатор обратной связи соединена с коллектором транзистора, включенного по схеме с общей базойо

1« ГЕНЕРАТОР ИГ«1УЛЬСОВ, со держёмциЙ последовательно включенные первый источник тока и пороговый зл , с отрицательным сопротивлени ем, конденсатор, подюмченный первы выводом через элемент разряда к общей шине и вторым выводом - через дйод к пороговому элементу с отрицательным - сопротивлением, транзистор, подключенный базой к источ- / нику тока и к ограничителю напряже-/ ния, коллектором - к первому источнику тока,, а эмиттером к второму выводу конденсатора, отличаю - щ и и с я Тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора за счет получения прямоугольных импульсов регулируемой длительности, в него введен дополнительный транзистор, включенный по. схеме с об1цей базой, подключенный коллектором через резистор нагрузки к источнику напряжения питания а , эмиттером -к первому выводу конденсатора.

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для формирования импульсов, Известны релаксационные генераторы импульсов, выполненные с использованием накопительного конденсатора, параллельно которому подключен пороговый элемент с отрицательным сопротивлением Г1 Зи 2}. Недостаток этих устройств заключается в нестабильности длительности выходных импульсов, которая определят, ется нестабильностью напряжения включения порогового элемента с отрица- тельным сопротивлением. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является генератор импульсов, содержащий последова тельно включенные первый источник тока и пороговый элемент с отрицательным сопротивлением, конденсатор, под ключенный первым выводом через элемент заряда к общей шине и вторым выводом - через диод к пороговому элементу с отрицательным сопротивлением, транзистор, подключенный базой к второму источнику тока и к ограничите лю напряжения, коллектором - к первому источнику тока, а эмиттером - к второму выводу конденсатора СЗ 3 Недостаток такого генератора заключается в ограниченных фуйкциональных возможностях устройства из-за нере1гулируемой длительности прямоугольных импульсов/ Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет получения прямоугольных импульсов регулируемой длительности. . Цель достигается тем, что в генера тор импульсов, содержащий последовательно включенные первый источник тока и порогою)1й элемент с отрицательным сопротивлением, конденсатор, поподключенный первым выводом через эле мент разряда к общей шине и .вторым выводом - через диод к пороговому элементу с отрицательным сопротивлением, транзистор, подключенный базой к второму источнику тока и к ограничителю напряжения, коллектором к. первому источнику тока, а эмиттером - к второму выводу конденсатора, введен дополнительный транзистор, включенный по схеме с,общей базой, подключенный коллектором через резистор нагрузки к источнику напряжения питания, а эмиттером - к первому выводу конденсатоР Предлагаемый генератор обладает также возможность работы в более широком диапазоне частот за счет введения конденсатора обратной связи и ключевого транзистора, подключенного паралялельно п0роговси4у элементу с отрицательньи сопротивлением, база которого через коняенсатбр обратной связи соединена с коллектором транзистора, включенного по схеме с общей базой. На фиг. t показана принципиальная электрическвя схема предлагаемого генератора импульсов; на фиг. 2 - схема с расширенным диапазоне регулируемых частот; на фиг, 3 - схема получения |на двух выходах импульсных последовательностей, сдвинутых на 180 по фазе; на фиг. 4 - схема генератора импульсов в ждущем режиме. Генератор импульсов содержит ис-точник токау полученный, например, путем использования источника 1 напряжения и резистора 2, пороговый элемент 3 с отрицательным сопротивлением, в качестве которого может быть использован /новой активный двухполюсник,. управляемый напряжением, например, динистор (или тиристор со стабилитроном в цепи связи управляющего электрода с анодом), подключенный последовательно ис1эчнику тока, конденсатор k, подключенный первым выводом через элемент 5 разряда к общей шине, а вторым выводом через |циод 6 к пороговому элементу 3. Тран-5 зистор 7 эмиттером подключен ко .. второму выводу конденсатора k, коллектором к резистору 2 источника тока, а базой к ограничителю 8 и 9 напряжения, выполненного, например, в .10 аиде диода, пбдключенного к источнику опорного напряжения и к второму источнику тока, выполненному-в частности на. резисторе 10, Транзистор tl базой подключен к общей шине, эмит- is тером к элементу 5 разряда, а коллектором через резистор 12 нагрузки к источнику 1 напряжения.

Генератор импульсов в режиме автоколебаний работает следущим об- 20 разом.

Режим аатоколебаний обеспечивается, если сумма величин токов источников токов меньше величины тока . удержания порогового элемента воеклю- is ченном состоянии. Рассмотрение рабо- ты для этого случая начинаетсй с момента- включения порогового элемента 3 когда начинает заряжаться ко«денса тор эмиттерным током транзистора 7j зо равным сумме токов базы и коллектора. Ограничитель 8 и 9 напрящений, шунтированный входной цепью транзистора 7, при зтои тока не потребляет. , Ток скачком изменяется от нуля йо в личины, равной сумме токов от источ- / НИКОВ токов, ив коллекторной цели . транзистора И на peawctope 12 нагрузки происходит скачкообразное возрастание тока, т.е. формируется крутой передний фронт выходного импуль- са, длительность которого определяется длительностью заряда конденсато- ; ра . По мере заряда конденсатора А возрастает напряжение на эмиттере, а (Следовательно, и на базе транзисто- ра 7. Во время заряда конденсатора ДИОД 6 заперт обратно смещающим падением напряжения на коллектор-эмиттерном участке транзистора 7. Напряжение, воздействующее на пороговый эле-. мент 3, равно сумме напряжений на конденсаторе и на участке коллектор-эмиттер транзистора 7.

Когда напряжение на конденсаторе k приблизится к уровню ограничения SS ограничителя 8 и 9 уменьшается базовый ток транзистора 7 (за счет умень,шения напряжения, прикладываембго к его.

база-эмиттерному переходу ) и увеличивается сопротивление участка коллек- тор-эмиттер транйистора 7. При достижении напряжением, воздействующим на пороговый элемент3i величины порога вк/ючения последний включается, подключая катод диода 6 к общей шине, i замыкая тем самым контур разр яда кои- денсатора k.

Конденсатор k разряжается через ди од 6 пороговый элемект 3 и элемент 5 разряда. Через пороговый элемент 3 на этом этапе работы протекает суммарный ток от йсточникоа токов и ток разряда конденсатора и.

Йрй вк1яочеиии noj oroef ro элемента 3 связанный с НИН вывод конденсатора i замыкается через малое сопротивление элемента 5 разряда на о&цуюшину и напряжение элег4ента 5 скачком становится отрицательном, эмиттерный; переход транзистора if запирается : и на резисторе 12 нагрузки ток скачком становится равным нулю, что соот-г ветстоует фосмированию заднего фронта выходного прямоугольнога импульса. По мере разряда конденсатора ток через пороговый элемент 3 уменьшается и когда его величина становится меньше тока удержания порогового элемента во включенном состоянии, он выключается, ток через диод 6 становится равным нулю, и ко зденсатор k вновь начинает заряжаться.

Далее Процессы повторяются. Йзменение .величины напряжения Hcto4HHKa о граничйтеля 9 напряжения, задающего уровень до которого происходит зарйД конденсатора, o6ecnevmeaeT возможность :регулирования длительности вы хрдных импульсов. Кроме того, регули:рование длительности выходных импульсов может осуществляться, изменением величин токов источников 1Z и 10, определяющих скорость заряда конденсатора , При необходимости ограничен ;Ния тока разряда конденсатора 4 в его цепь разряда включают резистор 13

I Таким образом, предлагаемый генератор ч еспечйвает возможность получения прямоугольных импульсов регулируемой длительности.

Для расширения диапазона генериру емых частот и диапазона регулирования длительности выходных импульсов в генератор импульсов вводится конденса-, тор k обратной связи и ключевой транзистор 15« Наличие цепи обраЧ ной связи обеспечивает принудительное включение порогового элемента 3 при протекании через него тока от источников 1, 2 и 10, превышающего ток выключения. Работа генератора импульсов с целью обратной связи происходит следую щим образом. После выключения порогового элемента 3 будет происходить заряд конденсатора 1 от источника 1 напряжения питания через резистор 12 нагруз ки и база-эмиттерный переход транзистора 1, Во время заряда конденсатора Т транзистор 15 насыщен, и его коллектор-эмиттерный участок шун тирует пороговый элемент 3 вследствие чего он выключается о Емкость кон денсатора 14 должна быть малой величины, но достаточной для того, чтобы время заряда конденсатора 14 превышало время выключения порогового эле мента Зо По окончании .заряда конденс тора k транзистор 15 запирается, а далее описанные выше процессы повторяются.,Вариантом исгюльзования данного изобретения для получения двух импульсных последовательностей, сдвину тых относительно друг друга на 180 по фазе, является устройство, в котором в качестве элемента разряда использован баэа-эмиттерный переход транзистора 16 В этом устройстве кроме выходных импульсов, формируемых во время заряда конденсатора 4, снимаемых с резистора 12(UgbiXI)fимеется возможность получения импульсов противоположной полярности с резистора 7(сьщ яаляюи1егося нaгDvзкoй пля тоанэистоявляющегося нагрузкой для транаистора 16, которые формируются во время разряда конденсатора 4. Длительность этих дополнительно формируемых импульсов может регулироваться путем введения в цепь разряда конденсатора 4 переменного резистора 18, В ждущем режиме предлагаемый гене ратор импульсов работает в том случае , если сумма токов источников токов превышает ток удержания порогово го элемента 3 во включенном состояНИИ. При этом исходном состоянии через пороговый элемент 3 протекает су марный ток источников токов 1, 2 и 10, величина которого определяется величиной напряжения питания и номиналами сопротивлений резисторов 2 и 10 соответственно. 1 926 Для перевода генератора во временно устойчивое состояние необходимо на короткое время прервать ток через пороговый элемент 3. С этой целью может быть использован ключевой транзистор 19, шунтирующий пороговый элемент 3, управляемый импульсами от источника 20 входных импульсов В ждущем режиме генератор импульсов работает следующим образом, В исходном состоянии пороговый элемент 3 включен и шунтирует конденсатор 4„ При поступлении входного импульса транзистор 19 насыщается и шунтирует пороговый элемент 3 который выключается. По окончании входного импульса начинается заряд конденсатора 4 до уровня ограничения ограничителя 8, после чего пороговый элемент 3 срабатывает, и устройство возвращается в исходное состояние. В момент запирания транзистора 19 формируется передний фронт импульса на резисторе 12 нагрузки (14|,|х-) Р включении порогового элемента 3 формируется задний фронт импульса на резисторе 12 нагрузки (Ugj,,,() и передний фронт импульса на втором выходе на резисторе 17, задний фрЬнт которого соответствует моменту окончания разряда конденсатора 4, При этом на втором выходе формируется 1импульс, задер- , жанный относительно входного импуль-. са. Это свойство формировать выходные импульсы с задержкой относительно воздействующего импульса позволяет использовать данный генератор, работа on i в ждущем режиме, в качестве ячейки сдвига В многофазных формирователях. Использование элемента ИЛИ, состоящего из диодов 21 и 22 и резистора 23, позволяет формировать импульс суммарной длительности импульсов с первого и второго выходов. Это обеспечивает больший коэффициент использования времязадающего конденсатора 4, так как для формирования выходного импульса используется как время заряда конденсатора, так и время его разряда. При этом время готовности генератора к следующему срабатыванию равно нулю,- так как после окончания формирования выходного импульса генератор готов к работе. Это является дополнительным преимуществом предлагаемого генератора импульсов с Регулируемой длительностью.

цЬз tl f

ам/

I

/г

A%X2