Генератор импульсов Советский патент 1988 года по МПК H03K3/53 

1 13

Изобретение относится к импульс- ной технике и может быть использовано, например, при формировании импульсов .

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности формирования разнополярных сигналов при 9дновременном увеличении эксплуатационной надежности за сче-т снижения пиковых кагрузок на коммутирующие элементы.

На фиг. 1 и 2 приведены принципиальные электрические схемы устрой- ства.

Генератор импульсов содержит п ключевых транзисторов 1 - 1 , базы которых соединены с соответствующими выходами блока 2 управления, а коллекторы соединены с катодами соответствующих п диодов 3 - 3„, причем анод первого из п диодов 3, соединен с эмиттером первого выходно

гй транзистора 4, коллектор которого 25 руется выходной сигнал положительной

0

5

Генератор импульсов работает следующим образом.

В исходном состоянии все выходные транзисторы 4, 8 - 8„ открыты, а ключевые транзисторы закры0

ты. Поэтому накопительные конденсаторы 6 (ft заряжаются до напряжения, близкого напряжению шины 5 источника питания +Е,,,,- . При приходе управляющего сигнала с блока 2 управления на базу одного из ключевых транзисторов 1, последний открывается, выходной транзистор, например 4, закрьшаётся, а накопительный конденсатор 6 разряжается на нагрузку через диод 3 , и ключевой транзистор 1 . При этом на выходе формируется отрицательный импульс. По окончании сигнала с блока 2 управления ключевой транзистор 1, закрывается, а выходной транзистор 4 открывается. Накопительный конденсатор 6 начинает заряжаться, поэтому на нагрузке форми

Изобрете,ние может быть использовано в импульсной технике и радиотехнике для формирования импульсов. Оно позволяет расширить функциональные возможности генератора импульсов путем формирования разнополярных сигналов при одновременном увеличении эксплуатационной надежности за счет снижения пиковых нагрузок на коммутирующие элементы. Генератор содержит ключевые транзисторы ...1, блок 2 управления, диоды 3 , . . 3 JJ , выходные транзисторы 4, 8 ... В,,, шину 5 источника питания, накопительные конденсаторы 6 ...6f,, нагрузку 7,- резисторы 9...9. Увеличение эксплуатационной надежност и генератора достигается за счет того, что через выходные транзисторы в момент зарядки и разрядки накопительных конденсаторов протекают токи, определяемые только необходимой выходной мощностью импульса. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. 4 Si i (Л со оо ел ю ю 0uf.f

подключен к шине 5 источника питания, п накопительных конденсаторов 6, - 6 „, нагрузку 7, п-1 выходных транзисторов 8.1 - 8„ и п резисторов 9, - 9f|, каждый из которых включен между переходами база - коллектор соответствующих выходных транзисторов 4, ° Я„. Коллекторы каждого из п клю 1

чевых транзисторов соединены с базой соответствующего выходного транзистора 4, 8, - 8ц, эмиттеры - с общей шиной устройства, а анод каждого из п-1 диодов 3 - 3„ соединен соответственно с эмиттером каждого из п-1 выходн{ 1х транзисторов 4, 8, - 8 п. Эмиттеры каждого из п выходных транзисторов 4, 8, - 8 через, соответствующий накопительный конденсатор 6 - 6 подключен к нагрузке 7, а коллекторы - к шине 5 питания. Ге- нер атор содержит также п RC-цепочек 10 - 10 и линию 1t задержки, которая включена между общей точкой соединения п конденсаторов 6 ,. - 6ц и нагрузкой 7, а каждая из п RC-цепочек 101 - 10 включена соответственно между анодом соответствующего из п диодов 3 - Зр и общей шиной устройства.

Блок 2 управления может быть выполнен, например, на основе тактового генератора с подключенным к его выходу счетчиком импульсов.

полярности.

В зависимости от необходимой формы выходного импульса блок 2 управления может работать в режиме парал- лельной либо последовательной выдачи команд на ключевые транзисторы 1 1пПараллельный режим работы блока 2 управления организуют для того, чтобы на нагрузке формировать выходной сигнал, амплитуда которого превьшает значение

BW R

пит+Rn +R.

X R

н

к„ R«

где Rq - сопротивление нагрузки; сопротивление коллектор- эмиттер открытого ключевого транзистора 1,; сопротивление открытого диода 3 ,.

В зависимости от необходимого зна- .чения Ujj|j5 подключается одновременно К ячеек, количество которых определяется выражением

и

&ЫХ

и

аых

Если на выходе необходимо получить сложную конфигурацию выходного сигнала, то блок 2 управления работает в последовательной вьщачи команд. Изменение времени включения и выключения ключевых транзисторов 1, - 1„ позвЪляет формировать импульсы с увеличением либо с уменьшением амплитуды выходного сигнала. Форма выходного импульса между включениями ключевых транзисторов описывается выражением

и,Н„.1„5-и,,

,

где и с - напряжение на накопительном

конденсаторе 6,; е 2,71 - постоянная величина; t - текущее время; КцС - постоянная цепи разрядки накопительного конденсатора без учета падения напряжения на открытом диоде и ключевом транзисторе 1.

Емкость накопительного конденсатора 6 рассчитывается в зависимости от требуемой формы выходного сигнала и его длительности. Блок 2 управления выполнен аналогично блоку известного генератора за исключением того, что на его выходе формируется только по- лоясительный сигнал.

Генератор позволяет формировать на нагрузке разнополярные сигналы, при этом увеличивается его эксплуат а- дионная надежность. Формирование раз- нополярных сигналов достигнуто за счет получения импульсов в. момент разрядки и зарядки накопительных конденсаторов 6. Увеличение эксплуата- ционной надежности генератора достигнуто за счет того, что через выходные транзисторы 4,8, - 8 в мо- мент зарядки и разрядки накопительных конденсаторов 6 .- 6 протекают токи, определяемые необходимой выходной мощностью импульса. Поэтому выходные транзисторы устанавливаются такой мощности, которая- определяется выходной мощностью генератора, а не зарядными токами накопительных конденсаторов.

Включение RC-цепочек 10 - 10„ и линии 11 задержки необходимо в тех генераторах, в которых необходимо формировать импульсы с длительностью соизмеримой с длительностью пере.клю- чения ключевого транзистора 1, и диода 3 в открытое состояние. Действие этой депочки заключается в том,- что при приходе отпирающего сигнала на базу ключевого транзистора 1 ч внача10

15

25

20

30 3540 45

50 55 ле разряжается конденсатор RC-цепоч- ки, так как в депь линии разрядки накопительного конденсатора 6 включена линия 11 задержки. Поэтому допол- нительньй конденсатор затрачивает накопленную энергию на перевод транзистора 1 и диода 3i в открытое состояние, а энергия накопительного конденсатора 6 затрачивается полностью на формирование выходного импульса.

Формула изобретения

п накопительных-конденсаторов и нагрузку, отлич-ающ ийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности формирования разно- полярных импульсов при одновременном увеличении эксплуатационной надежности за счет снижения пиковых нагрузок на коммутирующие элементы, в него введены с второго по п-й выходные транзисторы и п резисторов, каждый 1-й из которых включен между переходом база - коллектор соответствующего i-ro выходного транзистора, коллектор каждого ключевого транзистора соединен с базой соответствующего выходного транзистора, эмиттер - с общей шиной генератора, а анод каждого с второго по п-й диода соединен с эмиттером соответствующего из группы с второго по п-й выходного транзистора, эмиттеры каждого из п выходных транзисторов через соответствующий накопительный конденсатор подключены к нагрузке.

Фиг.2