Двухпороговое устройство Советский патент 1983 года по МПК H03K5/24 G05B1/01 

Изобретение относится к импульсн технике и может быть использовано для контроля наличия постоянного напряжения или импульсов любой формы в определенном диапазоне амплитуд. Известно пороговое устройство, содержащее входные зажимы, триггер на двух транзисторах разной проводимости, охваченных положительной обратной связью, и дополнительный транзистор,- включенный последовательно с входным транзистором триггера, делитель, подключенный на вхо де триггера, состоящего из резисторов и диода ГЛ Однако в устройстве гистерезис петли срабатывания и отпускания зависит от уровня напряжения источника питания. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является двухпороговое устройство, содержаще триггер на двух транзисторах разного типа проводимости с коллекторнобазовыми связями и коммутирующий транзистор, эмиттер которого через один из опорных диодов подключен к общей шине, эмиттер входного транзистора подключен к одному из выводов второго опорного диода, входную шину и резистивный мост, одна диаго наль которого включена между общей и входной шинами, а другая диагонал резистивного моста включена между, базами входного транзистора триггер и коммутирующего транзистора, кол-, лектор которого соединен с базой входного транзистора триггера, а другой вывод второго опорного диода подключен к общей шине 2 . Недостаток известного устройства низкая точность и стабильность. Цель изобретения - повышение точности и стабильности. Для достижения поставленной цели в двухпороговое устройство, содержащее триггер на- двух транзисторах разного типа проводимости с коллекторно-базовыми связями и первый коммутирующий транзистор, эмиттер которого через первый диод подключе к шине нулевого потенциала, а эмиттер входного транзистора триггера подключен к одному из выводов второ го диода, резистивный мост, первая диагональ которого включена между шиной нулевого потенциала и входной шиной, а первый вывод второй диагонали подключен к базе коммутирующего транзистора, введены дополнитель ные резисторы, третий диод и второй коммутирующий транзистор, противоположный проводимости первому коммутирующему транзистору, причем вве денный транзистор подсоединен параллельно первому коммутирующему транзистору, а базой подключен к второму выводу второй диагонали моста, при этом другой вывод второго диода подключен к эмиттеру первого коммутирующего транзистора, коллектор которого через последовательно соединенные первый дополнительный резистор и диод подключен к шине входных сигналов и через второй дополнительный резистор - к базе входного транзистора триггера, причем эмиттеры транзисторов триггера связаны между собой третьим дополнительным резистором. На чертеже показана схема двухпорогового устройства. Она содержит триггер с входным транзистором 1, к коллектору которого, подсоединена база выходного транзистора 2 через резистор 3. К базе входного транзистора ; 1 подсоединена входная шина 4 через последовательно соединенные дополнительный диод 5 и дополнительный резистор 6, а также коллекторы коммутирующих транзисторов - первого 7 и дополнительного второго 8 транзисторов базы которых подсоединены к измерительной диагонали моста,, состоящего из резисторов 9-12, который диагональю включен между входной шиной и шиной нулевого потенциала. Эмиттеры коммутирующих транзисторов 7 и 8 объединены и подсоединены к общей точке диодов 13 и 14, включенных последовательно между эмиттером входного транзистора и шиной нулевого потенциала. Цепь обратной связи с выхода на вход обеспечивает резистор 15, включенный между общей точкой коллектора выходного транзистора и нагрузки 16 и базой входного транзистора. Эмиттер выходного, транзистора подсоединен к.шине питания через диод 17, эмиттеры входного и выходного транзисторов соединены через второй дополнительный резистор 18. В качестве диода 17 можно использовать резистор. Устройство работает следующим образом. При подаче напряжения на шины . питания полярностью, указанной на чертеже, и при отсутствии входного сигнала транзисторы 1, 2 и 7 закрыты, а транзистор 8 открыт благодаря смещению на диодах 14, 17 и 13 соответственно. При подаче входного сигнала на базах Коммутирующих и входного транзисторов появляются управляющие сигналы, открывающие транзисторы 1 и 7и закрывающие транзистор 8. При увеличении амплитуды входного сигнала до уровня и г„,„ , когда транзистор 8начинает закрываться, открывается транзистор 1, а за ним транзистор 2. На нагрузке 16 появляется отрицательное напряжение, которое увеличи вает ток базы транзистора 1 через резистор 15, последний и транзистор 2 еще больше открываются. Происходи лавинообразный процесс открытия транзисторов 1 и 2. Транзистор 1 поддерживается в открытом состоянии за счет тока положительной обратной связи, идущего через резистор 15. При дальнейшем увеличении входного сигнала до уровня Ищо открывается транзистор 7, базовый ток транзист ра 1 отводится через транзистор 7 на шину нулевого потенциала и транзистор 1 начинает закрываться, Начи нает закрываться и транзистор 2, ток обратной связи уменьшается, транзисторы 1 и 2 еще больше зак№ ваются. Нестабильность нижнего порога объясняется тем, что при увеличении входного сигнала от нулевого значения в известной схеме, когда база входного транзистора триггера подсо динена к делителю, состоящего из ре зисторов 11 12, ток через делител равенUsx IR,,R« На резисторе 12 напряжение .Р ««R«+«u При достижении амплитуды значения напряжения и +1, через базу транзистора 1 пойдет ток, равный Uex-)cM-U,6, , Транзистор 1 начинает открывать1ся, и при открытии транзистора 2 к току l5j прибавляется ток обратно связи, т.е. 35, .св где 4n«T-4cw- «,-U,T-l«2 Этот суммарный ток поддерживает транзистор 1 в открытом состоянии. При снижении входного сигнала (обратный ход) токЗв начинает уменьшаться, но это уменьшение компенсируется током У оер, ее. При снижении тока 8 от входного напряжения транзистор 1 поддерживается во вклю ченном состоянии током ,се которы зависит от напряженияUпит При дальнейшем уменьшении U уменьшается ТБ до значения, когда транзистор 1 заходит в активную область, базовый ток транзистора 2 начинает уменьшаться, при этом умен шается ток обратной связи. Это приводит к еще большему закрытию транзистора 1 и, следовательно, транзистора 2. Оба транзистора закрываются лавинообразно. Из описанного очевидно, чтоЗоьр.св участвует в процессе работытранзисторов 1 и 2 и их закрывание зависит от значения этой составляющей базового тока транзистора 1. Но так как эта составляющая является функцией от питающего напряжения, то, следовательно, и порог закрывания (в отличие от порога открывания, когда эта составляющая отсутствует) зависит от значения U пит появляется нестабильность петли двухпорогового устройства. На нижнем пороге порог отп сканйя реле при снижении U 0 до значения отпускания зависит от значения и пит Предлагаемое устройство исключает эту зависимость, так как открытие дополнительного коммутирующего транзистора 8 не зависит от значения U пит зависит только от Ч.вх При включении в схему резистора 19, уменьшающего Тб включают,. в схему диод 5, для того чтобы развязать источник UB от и ,ит через Включение в схему R повышает точность работы реле, так как при этом можно взять меньшей величины, т-.е. увеличить коэффициент обратной связи, отсекая при этом источник Ug диодом 5 от влияния Ut,, на источник входного сигнала. Диод 17 включен для создания смещения запирания транзистора 2, но он не обязателен, так как при нулевом смещении транзистор 2 так же закрыт. Источником смещения (диоды 13 и 14) могут быть стабилитроны, гальванические элементы и другие источники напряжения. При необходимости контроля напряжения на шинах питания триггера в необходимом диапазоне амплитуд к входной шине 4 подсоединяют шину питания. Таким образом, пороги открывания и закрывания входного и выходного транзисторов не зависят от напряжения питания выходного транзистора, так как коквлутирующие транзисторы открываются и закрываются под действием суммы напряжений смещения с диода 13 и входного сигнала. Напряжение смещения диода 13 практически не зависит от напряжения питания, а напряжение в измерительной диагонали моста зависит только от входного сигнала. В отличие от известной схеми, где порог запирания транзисторов 1 и 2 при снижении входного сигнала до уровняU зависит от напряжения на шинах питания выходкого транзистора, в предлагаемом устройстве этот порог не зависит

5 1064449

от напряжения питания выходногодачи цепи положительной обратной

транзистора, что и приводит к стаби-связи можно выполнить значительно

лизации петли гистерезиса в работебольшим, без снижения качества раустройства, что в свою очередь при-боты устройства, что обеспечивает

водит к более точному контролю амп-снижение номинала сопротивления релитуды выходного сигнала. В предла-5 зистора 15 и микросхемное изготовгаемом устройстве коэффициент пере-ление предлагаемого устройства.

ДВУХПОРОГОВОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее триггер на двух транзисторах разного типа проводимости с коллекторно-баэовыми связями и первый коммутирующий транзистор, эмиттер которого через первый диод подключен к шине нулевого потенциала, а эмиттер входного транзистора триггера подключен к одному из выводов второго диода, резистивный мост, первая диагональ которого включена между шиной нулевого потенциала и + о входной шиной, а первый вывод вто- рой диагонали подключен к базе коммутирующего транзистора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и стабильности, введены дополнительные резисторы, третий диод и второй коммутирующий . транзистор, противоположный проводимости первому коммутирующему транзистору, причем введенный транзистор подсоединен параллельно первому коммутирующему транзистору, а базой подключен к второму выводу второй диагонали моста, при этом другой вывод второго диода подключен к эмиттеру первого коммутирующего с 9 транзистора, коллектор которого через последовательно соединенные (П первый дополнительный резистор и диод подключен к шине входных сигналов и через, втор.ой дополнительный резистор - к базе входного транзистора триггера, причем эмиттеры тран- S зисторов триггера связаны между со- .бой третьим дополнительньим резистором . О5 Ы 4:: 4 СО 0 +