Повторитель однополярных импульсов Советский патент 1985 года по МПК H03F3/21 H03F3/72 

Изобретение относится к импульсной и радиоизмерительной технике и может быть использовано для усиления импульсов от высокоомных источников сигнала, например от вторично-электронных и фотоэлектронных умножителей.

Известен нелинейный фильтр импульсных сигналов, содержащий фильтр нижних частот, параллельно которому подключены два управляемых ключа, управляющие входы которых через соответствующие пороговые устройства соединены с выходом фильтра верхних частот, вход которого соединен с входами ключей, входом фильтра нижних частот и служит входом устройства 1.

Однако подсоединение к входу устройства двух фильтров и двух ключей снижает входной импеданс устрйства. Кроме того, в устройстве возникают помехи, связанные с коммутацией ключей.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является повторитель однополярных импульсов, содержащий составной эмиттерный повторитель, выполненный на транзисторах одного типа проводимости с нагрузочным элементом в коллекторной цепи входного транзистора, и конденсатор, подключенный между выходом повторителя и коллектором входного транзистора 2.

Указанный повторитель характеризуется низкой помехоустойчивостью, так как с одинаковой эффективностью передает как полезный сигнал, так и наводимые на входной щине помехи.

Цель изобретения - повыщение помехоустойчивости в интервале между импульсами.

Цель достигается тем, что в повторителе однополярных импульсов, содержащем составной эмиттерный повторитель, выполненный на транзисторах одного типа проводимости с нагрузочным элементом в коллекторной цепи входного транзистора, и конденсатор, подключенный между выходом повторителя и коллектором входного транзистора, в качестве нагрузочного элемента в коллекторной цепи входного транзистора использован прямосмещенный диод.

Для стабилизации режима работы устройства по постоянному току в эмиттерную цепь входного транзистора введен генератор тока на транзисторе того же типа проводимости, подключенном базой через резистор к выходу делителя напряжения питания, связанного с щиной входного сигнала, а эмиттером - к эмиттеру выходного транзистора.

Введение диода фиксирует потенциал коллектора входного транзистора до прихода импульсов при прохождении положительных импульсов любой амплитуды, а также отрицательных импульсов, не превышающих некоторый заданный порог, обеспечивая резкое повыщение входного импеданса

повторителя в щирокой полосе частот лишь при превыщении отрицательных импульсов этого порога, сопровождающемся переводом диода из диффузорного режима в барьерный и возникновением следящей обратной связи с выхода повторителя через конденсатор на коллектор входного транзистора. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема повторителя однополярных импульсов, выполненного согласно

предлагаемому изобретению.

Повторитель содержит составной эмиттерный повторитель на транзисторах I и 2, генератор тока, выполненный на транзисторе 3, подключенном базой через резистор 4 к делителю напряжения питания, состоящему из резисторов 5, 6, и через резистор 7 - к щине 8 входного сигнала, резистор 9 в эмиттерной цепи выходного транзистора 2, конденсатор 10, подключенный между эмиттером выходного транзистора 2 и коллектором входного транзистора 1, диод 11, подключенный между коллектором входного транзистора 1 и щиной 12 напряжения питания.

Повторитель работает следующим образом.

В исходном состоянии в коллекторной цепи входного транзистора 1 протекает некоторый начальный ток JKBXO. Рассмотрим прохождение отрицательного фронта импульса через повторитель. Возникающее на базе

входного транзистора 1 напряжение передается на выход устройства с коэффициентом передачи, близким к единице. При достаточно высокой крутизне фронта, определяемой из условия

зс с УВЫХ - I

(1)

J3

начинается рассасывание накопленного в базе диода 11 заряда (Qii). Величину этого заряда, определяющего время рассасывания, можно оценить приближенной 0 формулой

. JK«,,(2)

im

где Qm и Im - максимальный заряд, накапливаемый в базе диода при максимальном прямом токе (из справочных 5 данных).

Во время рассасывания (1р«ю носителей диод 11 находится в диффузионном режиме, напряжение на его аноде и на коллекторе входного транзистора практически не j, меняется, и устройство работает как обычный эмиттерный повторитель, обладающий хорощей помехоустойчивостью, но узкой полосой пропускания

tpacc -Sa,(3)

где If.- обратный ток диода 11. 5 После заверщения процесса рассасывания носителей диод 11 переходит в барьерный режим, эквивалентная емкость его резко падает и потенциал коллектора входного транзистора начинает «отслеживать потенциалы на входе и выходе повторителя. Емкость Сбк при этом компенсируется, входной импеданс повторителя резко возрастает, расширяется полоса пропускаемых повторителей частот, и фронт импульса от источника сигнала передается на выход устройства практически без искажений.

Таким образом, для помех с крутизной нарастания, близкой крутизне нарастания сигнала, предлагаемый повторитель обладает меньшим входным импеденсом и более узкой полосой пропускания, чем для сигнала, т. е. происходит подавление помех со спектром сигнала, которые линейными частотными фильтрами не подавляются

Максимальный уровень подавляемых устройством помех задается грубо выбором типа диода, а более точно установкой начального тока коллектора входного транзистора

(JKBXO) .

Емкость С|о выбирается из условия

Сб,,,,;(10)

где Сбп и Сдифп - соответственно барьерная и диффузионная емкости

диода 11.

При передаче положительных импульсов диод не выходит из дифузионного режима, независимо от амплитуды импульса, кроме того, повторитель обладает гораздо меньшей нагрузочной способностью для импульсов положительной полярности, т. е. происходит подавление положительных импульсов любой амплитуды. Таким образом, использование диода в качестве нагрузочного элемента в коллекторной цепи входного транзистора повторителя дает возможность повысить помехоустойчивость устройства при работе с высокоомными источниками сигналов в широкой полосе частот.

I. ПОВТОРИТЕЛЬ ОДНОПОЛЯРНЫХ ИМПУЛЬСОВ, содержащий составной эмиттерный повторитель, выполненный на транзисторах одного типа проводимости с нагрузочным элементом в коллекторной цепи входного транзистора, и конденсатор, подключенный между выходом повторителя и коллектором входного транзистора, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости в интервале между импульсами, в качестве нагрузочного элемента в коллекторной цепи входного транзистора использован прямосмещенный диод. 2. Повторитель по п. 1, отличающийся тем, что в эмиттерную цепь входного транзистора введен генератор тока на транзисторе того же типа проводимости, подключенном базой к делителю напряжения питания, а эмиттером - к эмиттеру выходного транзистора. ел Вых Од Од СО сд