Генератор импульсов квазисинусоидальной формы Советский патент 1988 года по МПК H03K4/92 

to

о

О5

сд

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в мощной передающей технике, в частности для возбуждения радиочастотных гармонических колебаний.

Цель изобретения - повыщение КПД при генерировании импульсов квазисинусоидальной формы за счет использования ключевого режима транзисторов.

На фиг. 1 представлена структурно-электрическая схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит генератор 1 нрямо- импульсов, первый выход которого соединен с общей щиной устройства, первый источник 2 постоянного напряжения, положительный вывод которого соединен с общей щиной, усилительную лампу 3, анод которой соединен с выходной щиной, а сетка через резистор 5 f- с отрицательным выводом первого источника 2 постоянного напряже- ния, второй источник 6 постоянного напряжения, отрицательный вывод которого соединен с общей шиной, первый транзистор 7, эмиттер которого соединен с общей шиной, а база - с вторым выходом гене

ратора 1 импульсов, первый диод 8, база ко-

торого соединена с коллектором первого транзистора 7, первую катущку 9 индуктивности, первый вывод которой соединен с эмиттером первого диода 8, а второй вывод с сеткой усилительной лампы 3, перНа фиг. 2 приведены временные диаграммы, иллюстрирующие работу генератора импульсов квазисинусоидальной формы, где а --- форма напряжения, прикладываемого к участку база-эмиттер транзистора 11,

вый конденсатор 10, первый вывод которо- оно имеет вид последовательности импульго соединен с общей шиной, второй транзистор 11, эмиттер которого соединен с вторыми выводами первого конденсатора 10 и первой катушки 9 индуктивности, формирователь 12 импульсов, включенный между эмиттером и базой второго транзистора 11, второй диод 13, база которого соединена с коллектором второго транзистора 11, вторую 14 и третью 15 катушки индуктивности (взаимосвязанные), второй конденсатор 16,

сов с длительностью б - напряжение Ufio на конденсаторе 10 и участке сетка- катод лампы 3.

С момента начинается перезаряд конденсатора через транзистор 11 и катущки 14 и 15 индуктивности от источника 6 постоянного напряжения. Напряжение на конденсаторе 10 возрастает от значения -Ед. После перехода через -Едо (напряжение отпирания лампы) появляется анодный ток в

первый вывод которого соединен с эмитте- 40 лампе 3, а после перехода через О и сеточ- ром второго диода 13 и концом второйный ток, который приводит к отклонению

катущки 14 индуктивности, третий диод 17,кривой от косинусоидальной формы

эмиттер которого соединен с вторым выводом(щтриховая линия).

второго конденсатора 16 и концом третьейРезистор 5 практически не влияет на прокатущки 15 индуктивности, начало которойцессы заряда и разряда конденсатора 10,

соединено с общей шиной, а начало второй поскольку величина его сопротивления выбрана столь больщой, что ток через него во много раз меньще токов в других элементах цепи. Резистор 5 необходим лищь для создания начального отрицательного напряжения на сетке лампы до подачи на транзистор М отпирающих импульсов (во избежание преждевременного появления анодного тока в

катущки 14 индуктивности объединено с ба- -зой третьего диода 17 и соединено с положительным выводом второго источника 6 постоянного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени транзисторы 7 и 11 заперты, конденсатор 10 заряжен до отрицательного напряжения источника 2 постоянного напряжения - Ед, бла50

лампе 3),

Форма анодного тока ia (фиг. 2 в) соответствует форме напряжения Udo (фиг. 2 б)

годаря чему лампа 3 заперта и ее анод-55 в течение времени, когда Uc больше -Едо.

ный ток равен нулю.Сигнал формирователя 12 импульсов наКонденсатор 16 заряжен до напряженияходится в противофазе с сигналом генераисточника 6 питания -Ек.тора 1, поэтому в момент времени Тц транзис0

0 тика

5

5 пренебречь.

Генерирование импульса напряжения заданной формы на сетке лампы 3 достигается путем подведения к участку база-эмиттер транзистора 11 импульса напряжения прямоугольной формы, с формирователя 12 импульсов, отпирающего транзистор 11 и переводящего его в режим насыщения.

В момент отпирания транзистора начинается заряд конденсатора 10. Благодаря малому внутреннему сопротивлению источника 3 и конденсатора 16 катущки индуктивности 14 и 15 оказываются включенными параллельно и для переменного на- аряжения представляют, собой эквивалентную нагрузку с уменьшенной индуктивностью. Для увеличения этой эквивалентной индуктивности при одних и тех же катущ- ках 14 и 15 целесообразно выполнить последние с одинаковым числом витков и связать магнитно-взаимоиндуктивностью М.

Емкость конденсатора 16 достаточно ве- и в процессе работы генератора напряжение на ней остается практически неизменным, равным Ек, выходному напряжению источника 6 постоянного напряжения, поскольку падениями напряжений постоянного тока на катушках 14 и 15 можно

пренебречь.

На фиг. 2 приведены временные диаграммы, иллюстрирующие работу генератора импульсов квазисинусоидальной формы, где а --- форма напряжения, прикладываемого к участку база-эмиттер транзистора 11,

оно имеет вид последовательности импульлампе 3),

Форма анодного тока ia (фиг. 2 в) соответствует форме напряжения Udo (фиг. 2 б)

в течение времени, когда Uc больше -Едо.

тор 11 закрывается, и импульсом от генератора 1 открывается транзистор 7, а к цепи разряда конденсатора 10 подключается цепочка, состоящая из последовательно соединенных катушки 9 индуктивности, диода 8, с транзистора 7. Это позволяет получить крутизну спадающей части импульсов анодного тока, адекватную нарастающей части этих же импульсов. При отсутствии транзистора 7 катушка 9 индуктивности не могла быть достаточно малой из-за возникающей Ю перегрузки током транзистора 11. Это препятствует сокращению длительностей фронтов импульсов ia, регулированию длительностей импульсов и получению радиочасФормула изобретения

Генератор импульсов квазисинусоидальной формы, содержащий генератор прямоугольных импульсов, первый выход которого соединен с общей шиной устройства, первый источник постоянного напряжения, положительный вывод которого соединен с общей шиной, усилительную лампу, анод которой соединен с выхОлТ,ной шиной устройства, катод - с общей шиной, а сетка через резистор - с отрицательным выводом первого источника постоянного напряжения, второй источник постоянного напряжения, отрицательный вывод которого соединен с обтотных колебаний генератора на лампе 3 с 5 щей шиной, отличаюи ийся тем, что, с целью более высокой частотой.

Интервал от т до Т может изменяться в широких пределах, что позволяет обеспечить любую длительность импульсов la.

Теперь рассмотрим работу схемы рекуперации, включенной в коллекторной цепи 20 транзистора 11. При запирании транзистора 11 в момент т„ напряжение на его коллекторе под воздействием ЭДС самоиндукции катуп1ек 14 и 15 резко возрастает.

повышения КПД, введены первый транзистор, эмиттер которого соединен с общей шиной, а база - с вторым выходом генератора импульсов, первый диод, база которого соединена с коллектором первого транзистора, первая катушка индуктивности, первый вывод которой соединен с эмиттером первого диода, а второй вывод - с сеткой усилительной лампы, первый конденсатор, первый вывод которого соединен с об30

При напряжении на коллекторе транзистора 25 шиной, второй транзистор, эмиттер ко- 2Ек диод отпирается и ограничивает напряжение. Энергия катушек 14 и 15 отдается источнику 6.

Благодаря диоду 13 через транзистор 11 не может протекать обратный ток, что расширяет функциональные возможности генератора и повышает надежность его работы.

Таким образом, поскольку транзистор II работает в режиме насышения, остаточное напряжение на нем и соответствующие потери на его коллекторе предельно малы. Малы потери и в остальных элементах цепи, что увеличивает КПД генератора.

Генератор импульсов квазисинусоидальной формы обеспечивает высокий КПД при формировании коротких импульсов для работы лампы возбуждаемого каскада при малых углах отсечки импульсов тока.

35

40

торого соединен с вторыми выводами первого конденсатора и первой катушки индуктивности, формирователь импульсов, включенный между эмиттером и базой второго транзистора, второй диод, база которого соединена с коллектором второго транзистора, вторая и третья взаимосвязанные катушки индуктивности, второй конденсатор, первый вывод которого соединен с эмиттером второго диода и концом второй катушки индуктивности, третий диод, эмиттер которого соединен с вторым выводом второго конденсатора и концом третьей катушки индуктивности, начало которой соединено с обшей шиной, а начало второй катушки индуктивности - с базой третьего диода и с положительным выводом второго источника постоянного напряжения.

Формула изобретения

Генератор импульсов квазисинусоидальной формы, содержащий генератор прямоугольных импульсов, первый выход которого соединен с общей шиной устройства, первый источник постоянного напряжения, положительный вывод которого соединен с общей шиной, усилительную лампу, анод которой соединен с выхОлТ,ной шиной устройства, катод - с общей шиной, а сетка через резистор - с отрицательным выводом первого источника постоянного напряжения, второй источник постоянного напряжения, отрицательный вывод которого соединен с об щей шиной, отличаюи ийся тем, что, с целью

щей шиной, отличаюи ийся тем, что, с целью

повышения КПД, введены первый транзистор, эмиттер которого соединен с общей шиной, а база - с вторым выходом генератора импульсов, первый диод, база которого соединена с коллектором первого транзистора, первая катушка индуктивности, первый вывод которой соединен с эмиттером первого диода, а второй вывод - с сеткой усилительной лампы, первый конденсатор, первый вывод которого соединен с об шиной, второй транзистор, эмиттер ко-

шиной, второй транзистор, эмиттер ко-

торого соединен с вторыми выводами первого конденсатора и первой катушки индуктивности, формирователь импульсов, включенный между эмиттером и базой второго транзистора, второй диод, база которого соединена с коллектором второго транзистора, вторая и третья взаимосвязанные катушки индуктивности, второй конденсатор, первый вывод которого соединен с эмиттером второго диода и концом второй катушки индуктивности, третий диод, эмиттер которого соединен с вторым выводом второго конденсатора и концом третьей катушки индуктивности, начало которой соединено с обшей шиной, а начало второй катушки индуктивности - с базой третьего диода и с положительным выводом второго источника постоянного напряжения.

US

Фиг. 2

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в передающих устройствах большой мощности, в частности для возбуждения высокочастотных гармонических колебаний. Целью изобретения является повышение коэффициента полезного действия при генерировании импульсов квазисинусоидальной формы, что достигается за счет использования ключевого режима транзисторов. Устройство содержит генератор 1 прямоугольных импульсов, источники 2 и 6 постоянного напряжения, усилительную лампу 3, выход 4, резистор 5, транзисторы 7 и 11, диоды 8 и 13, катушки индуктивности 9, 14 и 15, формирователь 12 импульсов, конденсаторы 10 и 16. Предложенный генератор обеспечивает высокий коэффициент полезного действия при формировании коротких импульсов для работы лампы возбуждаемого каскада при малых углах отсечки импульсов тока. 2 ил. с