Генератор импульсов Советский патент 1984 года по МПК H03K5/01 

Изобретение относится к р адиотехнике и может быть использовано в модуляторах импульсных передающих устройств.

Известен экономичный формирователь импульсов, содержащий питающий и ключевой входные транзисторы и N каскадно соединенных ячеек умножения, содержащих питающий и ключевой транзисторы, причем база питающего конденсатора через последовательно соединенные резистор и конденсатор соединена с выходной шиной ячейки Щ

Недостатком формирователя является большое время восстановления.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является генератор импульсов, содержащий входной и заряжающий транзисторы, коллекторы которых соединены между собой, эмиттеры - с шинами источника питания, а базы через резисторы - с входной шиной и N каскадно соединенных ячеек умножения, каждая из которых содержит последовательно соединенные диод, первый и второй транзисторы, включенные между входными шинами ячейки, базы транзисторов через первый и второй резисторы соответственно соединены с первой входной шиной, их коллекторы непосредственно соединены с второй выходной шиной, а эмитер первого транзистора соединен с первой выходной шиной ячейки, конденсатор, включенный между эмиттерами р .

Недостатком известного устройства является низкий коэффициент поленого действия, обусловленный наличием значительных непроизводительных потерь энергии на управление заряжающим транзистором и вторыми транзисторами в N ячейках.

Для того, чтобы заряжающий транзистор был открыт, а входной закрыт на входную шину необходимо подать напряжение близкое к напряжению источника питания или несколько,его превышающее, а для управления вторыми транзисторами ячеек используется полное напряжение источника питания.

Цель изобретения - повышение коэффициента полезного действия за счет уменьшения потерь мощности в базовых цепях второй группы транзисторов .

Указ.анная цель достигается тем, что в генератор импульсов, содержащий ВХОДНОЙ и заряжающий транзисторы, коллекторы которых соединены между собой, эмиттеры - с шинами первого источника питания, а базы через резисторы - с входной шиной, и Н каскадно соединенных ячеек

умножения, каждая из которых содержит последовательно соединенные диод,.первый и второй транзисторы, включенные между входными шинами ячейки, база первого транзистора соединена через первый резистор с первой входной шиной, а его эмиттер непосредственно - с первой выходной шиной ячейки, база второго транзистора соединена с первьн«1 выводом второго резистора, а коллекторы транзисторов - с второй выходной шиной ячейки, и конденсатор, включенный между эмиттерами транзисторов, введен второй источник питания, а в каждую ячейку - второй диод, включенный между вторыми выводами вторых резисторов данной и предыдущей ячеек, причем второй диод первой ячейки включен между вторым выводом второго резистора этой ячейки и шиной второго источника питания.

Кроме того, в базовую цепь входного транзистора введен стабилитрон

На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого генератора.

Генератор содержит источник 1 питания, входную шину 2, соединенную через стабилитрон 3, резистор 4 и резистор 5 с базой входного б и заряжаквдего 7 транзисторов, соответственно, второй источник 8 питани-Я и N ячеек, каждая из которых состоит из первых диодов 9-1 и 9-N, первых резисторов 10-1 и 10-М, вторых диодов 11-1 и 11-N и вторых резисторов 12-1 и 12-N, первых 13-1 и 13- N и вторых 14-1 и 14-N транзисторов и конденсаторов 15-1 и 15 соединяющих эмиттеры транзисторов.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии, на входную шину 2 подано напряжение

U(,SE,-UC,,

где Ьн - управлягадее -напряжение на

входной шине 2;

EI - напряжение источника питания;UCT напряжение стабилизации

стабилитрона 3.

При выполнении условия (1) входтной транзистор 6 закрыт, а заряжающий транзистор 7 открыт и насыцен. При этом первые транзисторы 13-1 н 13-N во всех ячейках закрыты напряжением, падающим на диодах 9-1 и 9-N , а вторые транзисторы 14-1 и 14-К открыты и насыщены. Заряжающий транзистор 7- открытый управляющим напряжением Uu , создает путь для протекания базового тока второго транзистора 14-1 первой ячейки от источника 8 питания через

диод 11-1, резистор 12-1, транзистор 7 на обсдую шину. Открытые транзисторы 7 и 14-1 обеспечивают открывание второго транзистора 14-2 второй ячейки и т.д.

Каждый конденсатор при этом заряжается до напряжения близкого к напряжению EJ источника 1 питания, а потенциал выхода при. этом близок к нулю. При поступлении на вход уп равлякицего импульса с нулевым потенцисшом или близким к нему транзистор 7 закрывается, а транзистор 6 открывается и насыщается. При этом ток в базе транзистора 6 определяется выражением

4

Открытый транзистор 6 обеспечивает прохождение тока разряда конденсатора 15-1 первой ячейки через участок эмиттер - база транзистора 13-1, резистор 10-1, транзистор б, вторую обкладку конденсатора 15-1. Открытый транзистор 13-1 первой ячейки обеспечивает открывание первого транзистора второй ячейки 13-2 за счет тока разряда конденсатора 15-2 и т.д.

Следовательно, при наличии на входной шине нулевого потенциала первая группа транзисторов 6, 13-1 и 13- Ы открыта, а вторая группа транзисторов 7, 14-1 и 14-N закрыта, поскольку закрытый транзистор- 7 разрывает цепь питания базовой цепи транзистора 14-1 от источника 8, закрытые транзисторы 7, 14-1 разрывают цепь питания транзистора 14-2 и т.д.

Через открытые транзисторы 13-1 и 13-N заряженные конденсаторы 15-1 и 15-И оказываются включенными последовательно между собой, а через открытый транзистор б соединяются последовательно с источником питания, таким образом к нагрузке прикладывается, напряжение в раз превышающее напряжение источника питания.

При поступлении на входную шину 2 напряжения положительной полярности с амплитудой достаточной для отсечки тока стабилизации, т.е. с амплитудой иц Е - U. входной транзистор 6 закрывается. Закрытый транзистор 6 разрывает цепь питания базы транзистора 13-1 первой ячейки и т.д.

Таким образом, при поступлении на

0 входную шину 2 напряжения положительной полярности первая группа транзисторов б, 13-1 и 13-N закрывается, а вторая группа транзисторов. 7, 14-1 и 14-«открывается. Начинает5ся заряд конденсаторов 15-1 и 15-N, а напряжение на нагрузке становится близким к нулю. Далее процесс повторяется.

При Uvj 2 потери в базовых транзисторах второй группы транзис0торов уменьшаются в К раз,

к.-Ь-,

где Е напряжение основного ис5точника питания; Е-- напряжение вспомога1ельного источника питания.

Источник Е может быть использован одновременно для питания генератора управляющих импульсов.

0 Одновременно за счет заряда конденсаторов 15-1 и 15-N через малые внутренние сопротивления транзисторов 7, 14 и 14-VI удается получить малое время восстановления ге5нератора.

Применение предлагаемого изобретения позволит уменьшить потребление не только ьа счет у леньшения потерь в базовых цепях, но и за

0 счет уменьшения потребления системой охлаждения, поскольку уме ньшается количество , которое необходимо отвести от аппаратуры.

По сравнению с базовым объектом

5 .в предлагаемом устройстве потери на базовых резисторах в режимах и условиях эксплуатации при современном развитии транзисторной техники могут быть снижены в 5-7 раз.

1. ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ, содержащий входной и заряжающий транзисторы, коллекторы которых соединены между собой, эмиттеры с шинами первого источника питания, а базы через резисторы - с входной шиной, и N каскадно соединенных ячеек умножения, каждая из которых содержит последовательно соединенные диод, первый и второй транзисторы, включенные между входными шинами ячейки, база первого транзистора соединена через первый резистор с первой входной шиной, а его эмиттер непосредственно с первой выходной шиной ячейки, база второго транзистора соединена с первым выводом второго резистора, а коллекторы транзисторов с второй выходной шиной ячейки, и конденсатор, включенньй между эмиттерами транзисторов, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента папезного действия, в него введен второй источник питания, а в каждую ячейку второй диод, включенный между вторыми выводами вторых резисторов i данной и предыдущей ячеек, причем второй диод первой ячейки вклюw чен между вторым выводом второго резистора этой ячейки и шиной второго источника питания. 2. Генератор по п.1, отличающий ся тем, что в базовую цепь входного транзистора введен стабилитрон.