Формирователь прямоугольных импульсов Советский патент 1984 года по МПК H03K5/01 

2. Формирователь lio п. 1, отличающиЛся тем, что суммирующий элемент выполнен на дифференциальном усилителе, неинвер тирующий вход которого соединен с первым входом суммирующего элемента, второ вход последнего соединен с точкой соединения источников питания дифференциального

усилителя, выход которого соединен с егоинвертнруюихнм входом, который через встречно-параллельно включенные диоды подключен к его неинвертирую дему входу, а через последовательно соединенные третий конденсатор и шестой резистор - с общей щиной.

I. ФОРАДИРОВАТЕЛЬ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ, содержащий мультивибратор , выход которого подключен к входу триггера, первый выход которого через параллельно соединенные первый резистор и первый конденсатор подключен к ,базе первого р-п р-транзистора, эмиттер которого соединен с обшей шиной, коллектор подсоединен к коллектору и-р-и-транзистора, эмиттер которого подсоединен к отрицательной шине источника напряжения и чооез второй резистор соединен с его базой, которая через третий резистор подсоединена к коллектору второго р-и-р-транзистора, эмиттер, которого соединен с общей и1иной, а база через параллельно соединенные четвертый резистор Н второй конденсатор подключена к коллектору первого р-п-р-транзистора, и третий конденсатор, отличающийся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей путем повышения нагрузочной способности и точности калибровки уровня выходного напряжения, в него введены источник опорного напряжения, первый и второй электронные ключи, элемент управления и суммирующий элемент, первый вход которого через первый электронный ключ подключен к общей шине, а через второй электронный ключ - к выходу источника опорного напряжения, причем управляющие входы первого и второго электронных ключей соединены соответственно с первым и вторым выходами элемента управления, вход которого подключен к первому выходу триггера, второй выход которого через пятый резистор подключен к базе второго р-п-р-транзистора, а второй вход суммирующего элемента подключен к коллектору первого р-п-р-транзистора.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для калибровки вольтметров.

Известен формирователь прямоугольных импульсов, содержащий транзисторный ключ ограничительный элемент, подключенный к выходу транзисторного ключа, резисторы, конденсаторы (I.

Недостатком данного устройства являются его ограниченные функциональные возможности.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является формирователь прямоугольных импульсов, содержащий мультивибратор, выход которого подключен к входу триггера, первый выход которого через параллельно соединенные первый пезистор и первый конденсатор подключен к базе первого р-л-р-транзистора, эмиттер Которого соединен с общей щиной, коллектор .подсоединен к коллектору и-/7-п-транзистора, эмиттер которого подсоединен к отрицательному выводу источника напряжения и через второй резистор соединен с базой его, которая через третий резистор подсоединена к коллектору второго р-я-р-транзистора, эмиттер которого соединен с общей щиной, а база через параллельно соединенные четвертый резистор и второй конденсатор подключена к коллектору первого р-л-р-транзистора, разделительный конденсатор, м:тречно-параллельио включенные стабилитроны f2|.

Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности низкой нагрузочной способности, низкой точности калибровки уровня выходного напряжения.

Цель изобретения - расщирение функциональных возможностей формирователя путем повыщения нагрузочной способности и точности калибровки уровня выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в формирователь прямоугольных импульсов, содержащий мультивибратор, выход которого подключен к входу триггера, первый выход которого через параллельно соединенные первый резистор н первый конденсатор подключен к базе первого р-п-р-транзнстора.

эмиттер которого соединен с общей шиной, коллектор подсоединен к коллектору и-р-птранзистора, эмиттер которого подсоединен к отрицательной шине источника напряже5 ния и через второй резистор соединен с его базой, которая через третий резистор подсоединена к коллектору второго р-л-р-транзистора, эмиттер которого соединен с общей щиной, а база через параллельно соединенные четвертый резистор и второй конденсатор подключена к коллектору Иервого р-и-р транзистора, и третий конденсатор,введены источник опорного напряжения, первый и второй электронные ключи, элемент управления и суммирующий элемент, первый вход

5 которого через первый электронный ключ подключен к общей шине, а через второй электронный ключ - к выходу источника опорного напряжения, причем управляющне входы первого и второго электроннь1х ключей подсоединены соответственно к первому

0 ц второму выходам элемента управления, вход которого подключен к первому выходу триггера, второй выход которого через пятый резистор подсоединен к базе второго р-п-ртранзистора, а второй вход суммирующего

5 элемента подключен к коллектору первого р- -р-транзистора.

Кроме того, суммирующий элемент выполнен на дифференциальном усилителе, неинвертирующий вход которого соединеи с первым входом суммирующего элемента,

0 второй вход последнего соединен с точкой соединения источников питания дифференциального усилителя, выход которого соединен с его инвертирующим входом, который через встречио-параллельно включенные диоды подключен к его неинвертирующему.

входу, а через последовательно соединенные третий конденсатор и шестой резистор- С общей щиной.

На чертеже лриведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит мультивибратор 1, выход Которого подключен к входу триггера 2, а его первый выход через параллельно соедииенные первый резистор 3 и первый конденсатор 4 - к базе первого р-п-р-тран зистора 5, эмиттер которого соединен с общей шиной; коллектор подсоединен к коллекторуп-р-п-транзистора 6, эмиттер которого подсоединен к отрицательной шине 7 источника иапряжения и через второй резистор 8 соединен с базой его, которая через третий резистор 9 подсоединена к коллектору второго р-п-р-транзистора 10, эмиттер которого соединен с общей щиной, а его база через параллельно соединенные четвертый резистор II и второй конденсатор 12 подключена к коллектору первого р-п-р-транзис,тора.5, пятый резистор 13, источник И Ьпорного напряжения, первый 15 и второй 16 электронные ключи, элемент 17 управления, суммирующий элемент 18, первый вход которого через первый электронный ключ 15 подключен к общей шине и через второй электронный ключ 16 - к выходу источника 14 опорного напряжения, причем управ ляющие входы первого 15 и второго 16 электронных ключей соответственно подсоединены к выходам элемента 17 управления, вход которого подключен к первому выходу триггера 2, второй выход которого через пятый резистор 13 подсоединен к базе .второго р-л-р-транзистора 10, второй вход суммирующего элемента 18 подключен к коллектору первого р-п-р-транзистора 5, выход суммирующего элемента является выходом устройства.

Суммирующий элемент выполнен на дифференциальном усилителе 19, неинвёртирующий выход которого соединен с первым входом суммирующего элемента, второй вход которого соединен с точкой соединения ис-. точников 20 и 21 питания дифференциального усилителя, выход которого .соединен с его инвертирующим входом, который через встречно-параллельно включенные диоды 22 и Й подключен к его неинвертирующему входу, а через последовательно соединенные третий конденсатор 24 и шестой резистор 25 соединен с общей шиной.

Устройство работает следующим образом.

Пусть в первый полупериод формирования прямоугольного напряжения меандра транзистор 5 выключен (на первом выходе триггера 2 напряжение равно нулю).

В этом случае транзисторы 6 и 10 ока-, зываются включены как за счет того, что они охвачены положительной обратной связью, так за счет подачи на базу транзистора Ю включающего уровня напряжения с второго выхода триггера 2.

Одновременно включенным через элемент 17 управления, который может быть выполнен на основе триггера, оказывается электронный ключ 16, а электронный ключ 15 - выключенным. Конденсатор 24 восстанавливает свой заряд, т. е. дозаряжается. Ток заряда конденсатора протекает в направлении: общая шина, резистор 25, кондейсатор 24, выходное сопротивление усилителя 19, выходные сопротивления источников 20 и 21 напряжения, далее в направлении через насыщенный транзистор 6 К ШЯЯе

7 источника напряжения. Правая обкладка конденсатора 24 заряжается положительно, а левая - отрицательно. На выходе формнрователя формируется отрицательный импульс напряжения.

В начале второго полупериода формирования напряжения меандра транзистор 5 включается. Одновременно выключаются транзисторы 6 н 10. При этом также сннхронно включается электронный ключ 15 и выключается электронный ключ 16; В этом случае происходит разряд конденсатора 24. Ток разряда переходного конденсатора 24 протекает по направлению: положительно заряженная обкладка конденсатора 24, резистор 25, общая шина, транзистор 5, общий вывод усилителя 19, выходные сопротивления источников 20 и 21 напряжения, выходное сопротивление усилителя 19 к левой обкладке конденсатора 24.

На резисторе 25 формируется положительный импульс напряжения.

Таким образом, в течение периода на выходе формирователя прямоугольных импульсов формируется напряжение меандра. Встречно-параллельные диоды предохраняют усилитель от перегрузок по напряжению, обеспечивая надежную работу.

Повышение нагрузочной способности формирователя прямоугольных импульсов достигнуто благодаря тому, что резистор 25

подсоединен через конденсатор 24 и выходное сопротивление усилителя 19 непосредственно к коллекторам транзисторов 5,и 6, в то время как в известном устройстве резистор нагрузки подсоединен к коллекторам транзисторов ключевой схемы через диодные

стабилизаторы напряжения.

Очевидно, что нагрузочная способность ключевой схемы на транзисторах 5, 6 и 10 принципиально всегда больше, чем нагрузочная способность диод-ноге стабилизатора

напряжения.

Практически в формирователе импульсов нагрузочная спос.обность определяется лищь свойствами ключевой схемы на транзисторах 5, 6 н 10 усилителч 19 и может быть

сделана принципиально на любые токи, которые значительно больше, чем допустимые токи нагрузки диодного стабилизатора напряжения.

Точность калибровки выходного уровня напряження повышена за счет того, что резко снижено выходное сопротивление формирователя прямоугольных импульсов, а также уровень выходного напряжения, измеренный на выходе усилителя 19 напряжения, практически равен напряжению образцовой меры -источника 14 опорного напряження. Это справедливо при условии, что электронные ключи 15 и 16 обладают малым остаточным напряжением, что на

практике легко реализуется из-за очень большого входного сопротивления усилителя 19.

При этом высокая точность калибровки уровня выходного напряжения достигнута благодаря тому, что темлературно-скомпенсированные стабилитроны опорного напряжения работают на п|зстоянном токе, и, следовательно, отсутствует Hg только погрешность перехода с постоянного в импульсный режим работы, но также исключена погрешность из-за длительности переходных процессов в случае работы стабилитронов в

источнике опорного напряжения в импульсном режиме/

Кроме того, высокая точность установки уровня выходного напряжения обеспечивается за счет того, что принципиально исключен дрейф усилителя 19, поскольку резистор нагрузки подсоединен к его выходу через конденсатор.

На величину дрейфа выходного напряжения формирователя прямоугольных импульсов сказывается.лишь разностный дрейф сопротивлений электронных ключей во включенном состоянии.