Формирователь импульсного напряжения Советский патент 1987 года по МПК H03K6/02 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, в устройствах управления ключевыми элементами при построении импульсных усилителей.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройству.

Формирователь импульсного напряжения содержит первый транзистор 1, база которого соединена с первой шиной

2входа, коллектор - с первой шиной

3питания, эмиттер через первый резистор 4 - с эмиттером второго транзистора 5, через второй резистор 6 - с эмиттером третьего транзистора 7, объединенные коллектор и база которого соединены с базой второго транзистора 20 тора 16 тока, а на вход усилителя 24 - 5, четвертый транзистор 3, база которого ток генератора 17 тока. Токи генера- соединена с второй шиной 9 входа, коллектор - с первой шиной 3 питания, эмиттер через третий резистор 10 - с эмитте- торов 16 и 17 тока выбираются равными, величина тока генератора 14 выбирается независимо от токов генера- ром пятого транзистора 11, через чет- 25 торов 16 и 17, исходя из требований вертый резистор 12 - с эмиттером шестого транзистора 13, объединенные коллектор и база которого соединены с базой пятого транзистора 11, первый генератор 14 тока, первый вывод которого соединен с второй шиной 15 питания, второй 16 и третий 17 генераторы тока, первый 18 и второй 19 диоды, пятый 20 И шестой 21 резистобыстродействия и допустимой рассеиваемой мощности. В рассматриваемом случае ток, поступающий на вход усилителя 23 тока, превышает ток, посту- 30 пающий на вход усилителя 24 тока. Такое же соотношение сохраняется между токами, вытекающими с выходов усилителей 23 и 24. Напряжение на выходах схемы равно сумме опорного напряжения

20 и 21 нагрузки. Разность выходных напряжений определяется разностью входных токов и номиналами резисторов 20 и 21. В рассматриваемом случае на

ры, шину 22 источника опорного напря- Е on и падения напряжения на резисторы жения, которая через пятый резистор

20соединена с коллектором второго транзистора 5, через шестой резистор

21- с коллектором пятого транзистора 11, катоды первого 18 и второго 19 40 первом выходе 25 большее напряже1ше, диодов соединены с вторым выводом

первого генератора 14 тока, анод первого диода соединен с коллектором третьего транзистора 7, через второй генератор 16 тока - с второй шиной 15 питания, анод второго диода 19 соединен с коллектором шестого транзистора 13, через третий генератор 17 тока - с второй шиной 15 питания.

Резисторы 4 и 6, транзисторы 5 и 7 образуют усилитель 23 тока; резисторы 10 и 12, транзисторы 11 и 13 образуют усилитель 24 тока; выходами 23 и 26 устройства являются коллекторы транзистора 5, транзистора 11 соответственно.

Формирователь импульсного напряжения работает следующим образом.

а на втором выходе 26 - меньшее. При изменении уровня напряжений на входах схемы на обратное изменяется и разность напряжений на ее выходах. При

45 этом единственны ш элементами, изменяющими состояние из проводящего в непроводящее, являются диоды 18 и 19. выполняемые в интегральной схеме в виде диодов Шоттки, быстродействие

5Q которых намного превьш1ает быстродействие всех других элементов.

Схема может работать и в усилительном режиме. В этом случае схему можно рассматривать как диффер енци55 альный усилитель, гоки в плечах которого задаются генераторами тока. При отсутствии сигналов токи в плечах равны. Через транзисторы 1 и 8 протекает ток, равный сумме входного

На входах (о1ины 2 и 9) присутствуют логические сигналы. Для определен ности предположим, что на шине 2 высокий потенциал, а на пгине 9 - низкий. Эти потенциалы передаются транзисторами 1 н 8 через усилители 23 и 24 тока, через резисторы 4 и 6 и ба- за-эмиттерные переходы транзисторов

5 и 7 к крайним выводам цепочки из ветречно-последовательно включенных диодов 18 и 19.

При зтом диод 19, к которому приложен более низкий потенциал, закрывается и весь то.к генератора 14 тока реяшма протекает через другой диод 18. Таким обр азом, на вход первого усилителя 23 тока поступает сумма токов генератора 14 тока режима и генераторов 16 и 17 тока выбираются равными, величина тока генератора 14 выбирается независимо от токов генера- торов 16 и 17, исходя из требований

быстродействия и допустимой рассеиваемой мощности. В рассматриваемом случае ток, поступающий на вход усилителя 23 тока, превышает ток, посту- пающий на вход усилителя 24 тока. Такое же соотношение сохраняется между токами, вытекающими с выходов усилителей 23 и 24. Напряжение на выходах схемы равно сумме опорного напряжения

20 и 21 нагрузки. Разность выходных напряжений определяется разностью входных токов и номиналами резисторов 20 и 21. В рассматриваемом случае на

Е on и падения напряжения на резисторы

первом выходе 25 большее напряже1ше,

первом выходе 25 большее напряже1ше,

а на втором выходе 26 - меньшее. При изменении уровня напряжений на входах схемы на обратное изменяется и разность напряжений на ее выходах. При

этом единственны ш элементами, изменяющими состояние из проводящего в непроводящее, являются диоды 18 и 19. выполняемые в интегральной схеме в виде диодов Шоттки, быстродействие

которых намного превьш1ает быстродействие всех других элементов.

Схема может работать и в усилительном режиме. В этом случае схему можно рассматривать как диффер енциальный усилитель, гоки в плечах которого задаются генераторами тока. При отсутствии сигналов токи в плечах равны. Через транзисторы 1 и 8 протекает ток, равный сумме входного

1

н выходного тока усилителен 23 и 24 тока. транзисторы 5 и 7 идентичны, а резисторы А и 6 рапны, то коэффициент усиления тока усилителен 23 и 24 ра- вен единице и нылсдн11с токи iiaoHn нход- ным, т.е. нри отсутствии сигнала - сумме половины тока генератора 14 тока режима и току генератора 16 тока или 17. Выходное напряжение определяется как и в нре- дыдуи;ем случае величиной опорного напряжения и падением наиряженил на резисторах 20 и 21 нагрузки. При наличии ди|фференциа.льного сигнала на входах устройства этот сигнал прикла- дывается к диодам 18 и 19, что приводит к воз1Н1кновению разности токов, протекающих через эти диоды к входам усилителей 23 и 24 тока, величина которой определяется величиной сигна- ла и, в случае Мсшого сигнала, дифференциальным сопротивлением цепочки встречно-после л, о пат ель но вктночеиных диодов. Соответствующее измене 1ие токов проявляется на вькодах усилите- тей, что прив(5д;гг к изменению напряжений на выход.ах 2.5 и 26 устройства. Коэффициент усиления cxeMi.i онределя- ется отношением сонротивления резисторов 20 и 21 к суммарному сонротии- лению эмиттер}1ого перехода входн1.1х транзисторов 1 и 8, входных сопротивлений усилителей 23 и 24 тока и сопротивления переходов диодов 18 и 19. Максимальная разность токов в плечах устройства равна току генератора 14 тока режима. При перегрузке по входу устройство переходит в ранее ренный режим работы формирователя импульсного напряжения. Допустимое входвое напряжение лежит в диапазоне от напряжеьмя первой шип;, питания +Е., до допустимого 11.чнря чс:ния на выходе устройства, определяемого опорным напряжением Ерл и падением напряжения на резисторах 20 и 21 нагрузки при максимально возможном протекающем токе (сумма токов генераторов 16 или 17 и 14), по не ниже напряжения на второй шине питания.

Устранение режимов отсечки и насыщения активных элементов приводит к увеличению быстродергствия и повышению надежности схемы. Введение рези-

В1 ИШ1И Заказ 4144/55 Тир ак 901 : giHl lig

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

сторов нагрузки и источника опорного напряжения дает возможностг) установить выходные наггряжения в строго заданных пределах, что способствует согласованию cxeMi.i с последующими устройствами, например, токовыми KJiio4aNai, обеспечивая возможность повышения их ГОЧНОСТ1 благодаря стабильности управля1С11;их сигналов. При этом возможность использования схемы в качестве диффере}П ;иального усилителя расширяет область ее применения

Формула изобретения

Формирователь импульсного напряжения, содержащий первьш транзистор, база которого соединена с первой шиной вг .ода, коллектор с шино питания. эм1ттер через первый резистор - с 3 oiTTCipoM второго транзистора, через BTOpof рез истор - с эмиттером TpeTiiei o-транзистора, (объединенные коллектор и база которого соединены с базой второго транзистора, четвертый транзисто), база которого соединена с .ой :iHnoi4 входа, коллектор - с nepBOii I iii ifi иитания, эмиттер через Т) резисто) - с эмиттером пятого транзистора, через четвертый резистор - с эмиттером шестого транзистора, объединенные коллектор и база которого соединены с базой пятого транзистора, первый генератор тока, первый вывод которого соединен с второй шиной питания, о т л и ч а ю- щ и 11 с я тем, что, с целью повьшш- ния быстродействия, в пего введены второй и Г енераторы тока, 11011вый и второй диоды, пятый и шестой резисторы, шина источника оггорного напряжения, которая через пятый резистор соединена с к оллектором второго транзистора, через шестой резистор - с коллектором пятого транзистора, катоды первого и второго диодов соединены с второй шиной первого генератора тока, анод первого диода соединен с коллектором третьего транзистора, через второй г вргератор тока с. второй шиной питания, анод второго диода соединен с коллектором шестого транзистора, через третий генератор тока - с второй шиной питания.

Изобретение может быть использовано, например, в устройствах управления ключевыми элементами при построении импульсных усилителен. Формирователь импульсного напряжения содержит транзисторы 1, 5, 7, 8, 11, 13, шины 2, 9 входа, шины 3, 15 питания, резисторы 4, 6, 10, 12, 20, 21, генераторы 14, 16, 17 тока, диоды 18, 19, шину 22 источника опорного напряжения, усилители 23, 24 тока. Изобретение повышает быстродействие устройства. 1 ил. (Л е О5 со 00 О 4;