Генератор ступенчатых напряжений Советский патент 1986 года по МПК H03K4/02 

Изобретение относится к электроике, в частности к импульсным уст- ойстнам измерительной техники.

Целью изобретения является расирение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности генерирования импульсов напряжения ступенчатой формы, распределенного по выходам устройства, .

На фиг.1 изображена функциональ- ная электрическая схема генератора ступенчатых; напряжений; на фиг. 2 - частотновременные диаграммы его работы.

Устройство содержит кат:,тпку 1 индуктивности, источник 2 переменного напряжения, первый конденсатор 3j первый 4 и второй 5 диоды, N стабилитронов 6, N транзисторов 7, N резисторов 8 H N резисторов 9, N коммутируемых конденсаторов 10, первый 11 и второй 12 резисторы обратной связи, конденсатор 13 обратной связи и транзистор 14 обратной сйязи. Генератор ступенчатых напряжений имеет N выходов 15, причем каждый выход 15.1 (где ,,..jN) соединен, соответственно, с катодом стабилитрона 6.1 и вторым выводом резистора 8.1, первый вывод которого соединен с вторым выводом резистора 9.1 и базой транзистора 7.1, коллектор которого соединен с вторым выводом конденсатора . 10,1 „ Аноды всех N стаби- .литронов 15.1 соединены с анодом диода 4, катод которого соединен с-первыми выводами всех N конденсаторов 10,1 и вторыми выводами конденсатора

3..и катушки 1 индуктивности. Первые выводь катушки 1 индуктивности и конденсатора 3 соединены, соотззетствен- но, с первым и вторым выводами источника 2 переменного напряжения, второй вывод которого соединен также .с эмиттерами всех N транзисторов .

7.1,эмиттером транзистора 14 обратной связи и первым выводом конденсатора 13 обратной связи.

Анод второго диода 5 соединен с вторым выводом конденсатора 3, а катод - с .первыми выводами всех N резисторов 9.1 и первым выводом резистора 12, второй вывод которого сое- динен с вторыми выводами резистора П и конденсатора 13 и базой транзистора 14. Первый- вывод резистора I1 соединен с катодом стабилитрона 6,N, а коллектор транзистора 14 сое9845 2

динел с базой транзистора 7.1, причем стабилитрон 6.N обладает макси- мальнь(м пробивным напряжением, стабилитрон 6.1 - минимальным, а про- 5 бивные напряжения стабилитронов 6.2-6.(N-) распределены равномерно между минимальным и максимальным пробивными напряжениями.

На фиг.2а представлены частотные to диаграммы перестройки LC-контура при подключении параллельно конденсатору

3конденсатора 10.1 (зпюра 1), затем конденсато ра 10.2 (эпюра 2) и так. далее до конденсатора 10,N (эпюра N),

15 На фиг. представлены временные диаграммы напряжений на аноде диода

4(иif ) и выходах ,1-5, 1 ,. .., 15 .N (эпю- ры и,|

и

IS./tf

, соответственно),

Устройство работает следующим об20 разом.

Последовательный LC-контур в исходном состоянии образуется из катушки 1 индуктивности и конденсатора 2, настроенных на частоту, лежащую в

25 нийсней точке высокочастотной части резонансной кривой F (фиг. 20.) при резонансе с частотой F,

При подключении источника 2 переменного напряжения, напряжение на

30 аноде диода 4 будет несколько больше пробивного напрйжения Uey стабилитрона б,1 и равно исходному Ue, при этом стабилитрон 6.1 и транзистор 7.1 (после рассасывания остаточного

35 заряда коллектора) откроются и кон- денсатор 10.1 подключится параллельно конденсатору 3, при этом пере- строится и LC-контур, на выходе 15.1 напряжение скачкообразно изменится

40 и становится несколько больше пробивного напряжения U стабилитрона , который открывается, сообщая . базе транзистора 7„2 отпирающий по- тенди;эл. Спустя время, необходимое

45 рассасывания остаточного заряда транзистора 7,2, откроется и параллельно конденсаторам 3 и 10.1 подключится конденсатор 10.2, 1зызывая очередную перестройку последователь5Q ного LC-контура. и скачкообразное увеличение напряжений на выходах 15,1 и 15.2 устройства.

Таким образом, поочередное подключение коммутируемых конденсато- - 55 ров 10. 5,. . . , 10.N вызовет появление иа выходах 15,1,..,,15.N устройства и1чпульсоЕ напряжений ступенчатой фор- ;-4ы (фиг, 2/),

При п оявлении импульса на выходе 15.N устройства, спустя время задержки, определяемое параметрами КС-цепи.,образованной конденсатором 13 и резисторами II и 12 обратной связи, откроется транзистор 14, и генератор будет переведен в исходное состояние, после чего описанный процесс повторяется.

Время рассасывания остаточного заряда транзисторов 7.I,..,,7.N, а следовательно, и. длительность выходных импульсов регулируется изменением сопротивления резисторов 8.1,..., 8.N и 9.I,.;.,.N.

Пробивные напряжения стабилитронов подбираются в соответствии с необходимыми уровнями квантования иU, а величины емкостей С,- конденсаторов 10,1 можно, в зависимости от уровней квантования Д U, , определить из соотношения

.

где Up - амппит-уда выходного напряжения источника 2 напряжения; Q - добротность LC-контура; Ср - полная емкость контура при

резонансе.

Напряжение ступенчатой формы может сниматься также с общего выхода 17 устройства (эпюра U , фиг.2б). Амплитуда напряжения U будет больше, чем амплитуда напряжения на выхо- де 15.1 на величину напряжения пробоя стабилитрона 6.1,

Дополнительный вход 16 дает возможность прерывать генерацию сигналом от внешнего источника напряжения.

Фррмула из,обретения

Генератор ступенчатых напряжений, содержащий N одинаковых ячеек, каждая и.з которых состоит из первого конденсатора, транзистора и первого и второго резисторов, первые выводы которых соединены с базой транзистора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональых возможностей за счет обеспечения озможности одновременного съема с

398454

N выходов генератора ступенчатых напряжений, в него введены источник переменного напряжения, последовательный резонансный LC-контур, первый и. 5 второй диоды, первый и второй резисторы обратной связи, конденсатор обратной свзязи, транзистор .обратной связи, в каждую из N ячеек введен стабилитрон, причем первый вывод каtO тушки индуктивности последовательного резонансного LC-контура соединен с первым выводом источника переменного напряжения, второй вывод которого соединен с эмиттерами всех транзисf5 торов ячеек и транзистора обратной связи и первыми выводами конденсатора обратной связи и конденсатора последовательного резонансного LC-контура, второй вывод которого соединен

20 с катодом первого диода, анодом второго диода и первыми выводами конденсаторов всех ячеек, анод первого диода соединен с анодами стабилитронов всех ячеек и общим выходом генерато25 ра, катод второго- диода соединен с вторыми выводами вторых резисторов всех N ячеек и первым выводом второго резистора обратной связи, второй вывод которого соединен с пер30 вым выводом первого резистора обратной связи, вторым выводом .конденсатора обратной связи, базой транзис тора обратной связи и входом внешней установки генератора, причем второй вывод первого резистора каждой ячей- ки соединен с катодом соответствую- щего стабилитрона и соответствующим выходом генератора, коллектор -транзистора каждой ячейки соединен с

Q вторым электродом соответствующего конденсатора, второй вывод первого резистора обратной связи соединен с N-M выходом генератора, а коллектор транзистора обратной связи соединен

5 с базой транзистора первой ячейки, причем величины пробивных напряжений стабилитронов с 1-го по N-й увеличиваются, а последовательный резонансный LC-контур настроен.на часjg тоту, лежащую в нижней точке высокочастотной части резонансной кривой при резонансе с частотой источника возбуждающего напряжения.

35

Редактор А.Шандор

Составитель А.Сазонов

Техред Н.Бонкало Корректор Е.Рошко

Заказ 3408/56Тираж 816 Подписное

ВНИШЩ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная,4

Фиг. 2

Изобретение относится к имIпульсным устройствам измерительной техники. Цель изобретения - расшире- ;ние функциональных возможностей - достигается путем генерирования им- пудьсов напряжения ступенчатой фор- Mbi, распределенного по выходам устройства. Устройство содержит катушку индуктивности 1, конденсатор 3, N транзисторов 7, N резисторов 8, N резисторов 9, N коммутируемых конденсаторов 10, N выходов 15. Для достижения поставленной цели в устройство дополнительно введены последовательный резонансный .LC-контур, источник 2 переменного напряжения, диоды 4 и 5, N стабилитронов 6, резисторы 11 и 12 обратной связи (ОС), конденсатор 13 ОС и транзистор 14 ОС. .При этом N-й стабилитрон 6 обладает максимальным пробивным напряжением, 1-й стабилитрон 6 - минимал ным, а . пробивные напряжения стабилитронов 6. с 2-го по (К-1)-й распределены равномерно между максимальным и минимальным пробивными напряжениями. LC- контур образуетсл катушкой индуктивности 1 и конденсатором 3 и перестраивается в процессе работы. До-, полнительный вход 16 обеспечивает прерывание генерации сигналом от внешнего источника напряжения. 2 ил. § (Л