Генератор импульсов Советский патент 1988 года по МПК H03K3/315 

САд vi

00

1137801

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при генерировании, измерении и применении импульсов пико- секундной длительности.

Целью изобретения является улучшение неравномерности вершины, уменьшение длительности фронта генерируемых импульсов и повьш1ение на- Q дежности reHepatopa.

Схема предлагаемого генератора изображена на фиг. 1; на фиг. 2 - вольтамперная характеристика (ВАХ) туннельного диода (ТД), поясняющая 15 принцип работы генератора.

Генератор содержит источник 1 тока смещения ТД, согласующий резистор 2,устройство 3 начальной установки тока ТД, генератор 4 импульсов 20 запуска и сброса, формирующее устройство 5 на ТД, нагрузку 6, ждущий мультивибратор 7, устройство 8 выборки- хранения (УБХ), дифференциальный усилитель 9.25

Источник 1 тока смещения ТД с согласующим резистором 2 между его выходом и общей шиной первым входом подключен к выходу сброса генератора 4 импульсов запуска и сброса, вы- 30 ход запуска которого подключен к выходу источника 1 тока смещения ТД и к входу формирующего устройства 5 на ТД. Выход формирующего устройства подключен к нагрузке. Дифференци- ,5 альный усилитель 9 выходом подключен к второму входу источника 1 тока смещения ТД, одним из входов - к выходу устройства 3 начальной установки тока ТД, а другим входом - к выходу 40 устройства 8 выборки и хранения, вход управления которого соединен с выходом ждущего мультивибратора 7, вхо- . дом подключенного к выходу сброса генератора 4 импульсов запуска и сбро- дс са. Вход устройства 8 выборки и хранения соединен с входом,формирующего устройства 5 на ТД.

Для устранения из выходного тракта генератора неоднородности от CQ источника компенсации напряжения смещения ТД, а следовательно, с целью улучшения параметров формируемого импульса предлагается стабилизировать положение рабочей точки на гс ВАХ ТД в исходном состоянии по входу формирователя на ТД. При этом источник 1 тока смещения ТД с обратной связью через УВХ 8 и дифференциальньй усилитель 9 в исходном состоянии от момента времени t до прихода импульса запуска t , обеспечивает стабилизацию напряжения Ug (фиг. 2), на этапе t,.,t,, эта же схема ведет себя как источник тока.

Генератор работает следующим образом.

Генератор 4 импульсов запуска и сброса вырабатывает импульс сброса длительностью t... обесточив 1ю- щий ТД. По срезу сбрасывающего импульса запускается ждущий мультивибратор, вырабатывающий импульс управления длительностью t,...tj . Этот импульс переводит УВХ 8 в режим выборки. Напряжение Идс входа формирующего устройства на ТД 5 в этот период времени заряжает до такого же значения емкость памяти С з УВХ8. На выходе устройства начальной установки тока ТД 3 выставлено напряжение, соответствующее положению А рабочей точки на ВАХ ТД в исходном состоянии , (это напряжение равно U при коэффициенте усиления УВХ, равном 1). На входы дифференциального усилителя 9 подаются напряжения от устройства 3 начальной установки тока ТД и с выхода УВХ8. Усиленный сигнал разности этих напряжений управляет работой источника 1 тока смещения ТД так, чтобы его выходной ток создавал падение напряжения на входе формирующего устройства 5 на ТД, рйвное U . ; Таким образом, в схеме генератора в период времени t,... t, действует отрицательная обратная связь, которая стабилизирует положение А рабочей точки на ВАХ ТД и исключает нарушение режима работы генератора при изменении величины подключаемой нагрузки 6.В период времени t,.,.t УВХ8 переходит в режим хранения напряжения Ug,. При этом обратная связь разрывается и источник 1 тока смещения ТД переходит в режим стабилизации тока, величина которого равна величине тока, протекающего через выход источника 1 тока смещения ТД в период времени t, . . . t , .

При перерегулировке, когда напряжение на выходе устройства 3 начальной установки тока ТД превышает напряжение пика, емкость памяти С УВХ заряжается до напряжения, близкого к Ujit, так как в этом случае ра

бочая точка переходит на диффузион ную ветвь в положение Б (фиг.2). При это1Ч на входы дифференциального усилителя 9 действуют разные напряжения;, усиленная разность которых воздействует на источник 1 тока смещения ТД- так, что рабочан точка на ВАХ ТД вновь окажется на туннельной ветви. В схеме генератора возникает автоколебательный процесс. Частота автоколебаний определяется в основном емкостью памяти С УВХ8. Таким образом исключается статическая работа ТД на диффузионной ветви и выход его из строя.

Ждущий мультивибратор может быть выполнен на основе ИС 155АГ1. УВХ содержит повторитель напряжения на операционном усилителе Д1, аналоговый ключ на полевом транзисторе Т1 и емкость памяти С. Дифференциальный усилитель представляет собой операционный усилитель с полевыми транзисторами на входах (для устранения разряда емкости памяти С УВХ через вход дифференциального усилителя) .

Входное напряжение на источник 1 тока подается с выхода дифференциального усилителя. Сигнал сброса от генератора импульсов запуска сброса подается в эмиттерную цепь транзистора. При этом на йремя действия импульса сброса эмиттер транзистора оказывается подключенным к корпусу и выходной ток источника тока становится равным нулю. ФНЧ на входе формирователя желательно, но на рабтоспособность генератора не влияет.

При использовании современных ТД в схеме предлагаемого генератора фронт формируемого перепада напря

жения составляет 20 пс при неравномерности вершины импульса не более 2%. По сравнению с прототипом пред- латаемая схема уменьшает длительность фронта перепада напряжения на 30% и улучшает неравномерность вершины импульса на 50-70%.

Формула изобретения

Генератор импульсов, содержащий источник тока смещения туннельного диода с согласукяцим резистором между его выходом и общей шиной, к первому входу которого подключен выход сброса генератора импульсов запуска и сброса, выход запуска которого подключен к выходу источ- ника тока смещения туннельного диода и к входу формирующего устройства на туннельном диоде, выход которого подключен к нагрузке, и устройство начальной установки тока туннельного диода, отличающийся тем, что, с целью улучшения параметров генерируемых импульсов и повышения

надежности, в него введены ждущий мультивибратор, устройство выборки- хранения и дифференциальный усилитель, выход которого подключен к входу источника тока смещения туннельного диода, один из его входов - к устройству начальной установки тока туннельного диода, а другой вход - к выходу устройства выборки-хранения, вход управления которого соединен с выходом ждущего мультивибратора, вход которого подключен к выходу сброса генератора импульсов запуска и сброса,а вход соединен с входом формирующего устройства на туннельном диоде.

0

t

I

ts

12

UjlRn ЩЯн) UI()

a

Изобретение относится к области радиоизмерительной техники и может быть использовано при генерировании, измерении и обработке импульсов пикосекундной длительности. Целью изобретения является улучшение неравномерности верпины, уменьшение длительности фронта генерируемых импульсов и повьшение надежности генератора. Для достижения этой цели в генератор импульсов дополнительно введены ждущий мультивибратор 7, устройство 8 выборки и хранения и дифференциальный усилитель 9. Кроме того, генератор содержит источник 1 тока смещения туннельного диода (ТД), согласующий резистор 2, устройство 3 начальной установки тока ТД, генератор 4 импульсов запуска и сброса, формирующее устройство 5 на ТД, нагрузку 6. В предложенном генераторе фронт формируемого перепада напряжения составляет 20 пс при неравномерности вершины импульса не более 3%. По сравнению с прототипом обеспечивается уменьшение длительности фронта перепада напряжения на 30% и улучшается неравномерность вершины импульса на 50-70%. 2 ил. Q (Л

i/. Z