Триггер В.И.Турченкова с регулируемым гистерезисом Советский патент 1988 года по МПК H03K3/2893 G01R19/00 

(Л

ел

00

в

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве нормирующего каскада регенеративного тица. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет возможности автоматического изменения гистерезиса и возможности сведения его к минимуму в процессе переключения. Цель достигается введением в триггер, содержа- шин два транзистора 1 и 2, охвачен- - ные одной коллекторно-базовой связью, эмиттеры которых связаны с входной шиной 8, дополнительного третьего транзистора 12, подключенного коллектором к шине питания, эмиттером через регулируемый резистор 13 к входной шине 8, а базой к выходу интегрирующей RC-цепи 9, включенной между выходной шиной }4 и общей шиной 6 триггера. 2 ил. с S6

Фиг.1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для формирования импулвсов, нормированных по амплитуде из входного импульсного сигнала, содержащего высокочастотные составляющие, в качестве порогового устройства регенеративного типа с динамическим гистерезисом, обладающего равными уровнями срабатывания и отпускания.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности автоматического изменения гистерезиса и сведения его к минимуму в процессе переключения.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого триггера; на фиг. 2 - эпюры входного и выходного сигналов.

Триггер содержит первый 1 и второй 2 р-п-р транзисторы с коллекторными резисторами 3 и 4, диод 5, подсоединенный параллельно-встречно ба- зо-эмиттерному переходу транзистора 1, включенного по схеме с общей базой, источник напряжения питания, подключенный между общей шиной 6 и шиной 7 питания, образующие схему триггера на транзисторах с объединенными эмиттерами, подключенными к входной шине 8, интегрирующую КС-цеп 9, состоящую из последовательно включенных резистора 10 и конденсатора П, третий р-п-р транзистор 12, включенный по схеме с общим коллектором, подключенный базой к выходу интегрирующей RC-цепи 9, а эмиттером через резистор 13 - к входной шине 8, при этом интегрирующая RC-депь 9 подключена конденсатором к общей шине 6, а резистором - к выходной шине 14, связанной с коллектором транзистора 2,

Триггер работает следующим образом.

В исходном состоянии при отсутствии входного тока 1 на входной шине 8 или при его величине, меньшей величины тока срабатывания 1 , транзистор I заперт, а транзистор 2 насыщен. Ток эмиттера транзистора 2, рав ньй сумме токов, протекающий через резисторы 3 и 4, в режиме насыщения определяет порог срабатывания триггера 1ср. В исходном состоянии на- пряже гие на выходной шине 14 (и на входе RC-цепи 9) близко к нулю. Сле10

5

0

5

0

5

0

5

0

5

довательно, близко к нулю напряжение , на эмиттере транзистора 12. Вследствие зтого резистор 13 обесточен и влияния на ток срабатьгоания не оказывает.

Поскольку сопротивление резистора 3 может быть в сотню, а при составном транзисторе и в тысячу раз большим сопротивления резистора 4, ток эмиттера транзистора 2 в основном определяется сопротивлением резистора 4, изменяя величину которого, изменяют порог срабатьшания триггера.

При увеличении величины входного тока I g до величины тока срабатьшания Ij.p транзистор входит в активный режим работы. Через его эмиттер начинает протекать ток, равный раз- ности токов эмиттера транзистора 2 и входного тока Ig, с шины 8. Это приводит к тому, что ток базы транзистора 2 уменьшается на величину, соответствующую току через коллектор транзистора 1, что приводит к увеличению разности входного тока с шины 8 и тока эмиттера транзистора 2, т.е. к увеличению тока эмиттера, а следовательно, и тока коллектора транзистора 1, к дальнейшему уменьшению тока базы и эмиттера транзистора 2 и т.д. Происходит регенеративный процесс переключения транзисторов 1 и 2. На выходе скачком формируется передний фронт выходного напряжения (момент времени t). Транзистор 2 закрывается в связи с тем, что напряжение на конденсаторе 11 RC-цепи 9 мгновенно измениться не

может, на выходе КС-цепи 9 в мЬмент времени t, напряжение остается близким к нулю, а поэтому сразу- же после окончания релаксационного процесса весь ток Iд втекает в эмиттер транзистора 1. На этом этапе работы напряжение может изменить свое значение только лишь в том случае, если величина тока 1 уменьшится до величины отпускания 1„, близкой к нулю, которая определяется напряжением на шине 7 и величиной сопротивления резистора 3, но это невозможно для импульсного входного сигнала с помехами, меньшими амплитуды сигнала. Время состояния, когда оба транзистора 2 и 12 заперты, определяется временем заряда конденсатора 11 через резисторы 4 и I3 до напряжения отпирания транзистора 12,

После отпирания транзистора 12 напряжение на его базе возрастает постепенно по мере дальнейшего заряда конденсатора t1, когда выходное напряжение с RC-цепи 9 станет близким к напряжению на коллекторе транзистора 2, ток эмиттера транзистора 12 достигнет своего максимального значения, равного величине порога отпускания триггера в исходное состояние I,

величина вход -01П

В момент времени t.

ного тока I gj( с учетом высокочастотных составляющих становится меньше величины тока отпускания 1 триггера. При этом начинает протекать ток базы транзистора 2, что приводит к уменьшению тока коллектора транзистора 1 . Последнее приводит к, увеличению токов транзистора 2 и к развитию регенеративного процесса переключения, в результате которого транзистор 1 запирается, а транзистор 2 насыщается, и на его коллекторе, связанном с выходной шиной 14, формируется задний фронт выходного импульса.

После окончания регенеративного . процесса вьжлючения транзистора 1 и включения транзистора 2 некоторое время находятся в открытом состоянии два транзистора 2 и 12 в связи с тем, что конденсатор 11 RC-цепи 9 не может разрядиться мгновенно. При этом к входной шине 8 течет сумма токов срабатывания I р и экспоненциально уменьшающегося тока цепи обратной связи Igp. На этом этапе работы выходное напряжение V, не-может изменить свое значение, если только величина I не сможет увеличиться до значения, большего суммы Ig и 1р, что невозможно. Это обусловлено характеристикой входного сигнала, поскольку после прохождения входным сигналом уровня тока отпускани

i имеет место продолжающийся спад- от п

входного сигнала, имеющего импульсную форму. Влияние высокочастотных составляющих исключено соответствующим выбором разницы порогов отпускания и срабатывания, определяемой возможной амплитудой выбросов, обусловленных высокочастотными составляющими.

Состояние, когда транзисторы 2 и 12 открыты оба, определяется временем

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

разряда конденсатора 11 через резистор 10 и насыщенный транзистор 2. Это время может быть установлено (соответствующим выбором сопротивле- ния резистора 10) равным времени спада амплитуды входного сигнала (с учетом выбросов).до значения порога срабатьтания Т j,- .

После окончания переходного процесса в триггере напряжение с выхода RC-цепи 9 становится б лизким к нулю, ток через резистор 10 прекращается, транзистор 12 закрьшается, схема возвращается в исходное состояние.

В связи с тем, что после обратного опрокидьгоания устройства имеется задержка на восстановление исходного значения порога отпускания, уровень порога отпускания может быть установлен близким к уровню порога срабатывания без ущерба для регенеративного характера переключения. Это позволяет повысить точность воспроизведения длительности входных импульсных сигналов при использовании предлагаемого триггера в качестве порогового устройства для формирования нормированных по. амплитуде импульсов . Формула изобретения

Триггер с регулируемым гистерезисом, содержащий первый и второй транзисторы одного типа проводимости, коллекторы которых через первый и второй резисторы соответственно соединены с шиной питания, а эмиттеры - с входной шиной непосредственно и через обратно освещенный диод - с общей шиной, причем база первого транзистора соединена с общей шиной, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности автоматического изменения гистерезиса и сведения его к минимуму в про- j цессе переключения, в него введены третий транзистор того же типа проводимости, третий резистор и интегрирующая RC-цепь, при зтом третий транзистор подключен коллектором к шине питания, эмиттером через третий резистор - к входной шине, а базой - к выходу интегрирующей RC- цепи, подключенной между выходной шиной и общей Н1ИНОЙ триггера.

Л

ЫХ

Фиг.2