Генератор импульсов Советский патент 1988 года по МПК H03K3/335 

САд со

Иэобретени.е относится к импульсной технике и может быть использовано для получения импульсов, по форме близких к прямоугольным и имеющих значительную скнажность при работе на ийзкоомную нагрузку.

Цель изобретения - повышение нагрузочной способности генератора при большой скважности импульсов.

В предлагаемом устройстве обеспечена новая, по сравнению с прототипом, цепь разряда конденсатора: вре- мязадакщий конденсатор разряжается через эмиттерный переход введенного биполярного тредзистора типа р - п - р и входную эмиттерную цепь включенного однопереходного транзистора. При этом большой ток разряда, обеспечивающий быстрый разряд конденсатора, малую длительность выходных импульсов и высокую их скважность, создается не источником питающего напряжения, а заряженным конденсатором. Нагрузка подключается к коллектору биполярно- го транзистора и совершенно не влияет на напряжение включения однопереходного транзистора, на постоянные времени времязадающих цепей, а следовательно, и на частоту.колебаний геке- ратора. Большой разрядный ток, проте- каияций через эмиттерный переход биполярного транзистора типа р - п р, обеспечивает его насыщение малых (порядка сотен Ом) сопротивле- ниях второго (нагрузочного) резистора. Нагрузка включается в цепь введенного источника напряжения отрицй- тельной полярности только на время формирования импульса. Это обеспечи- вает прямоугольную форму импульса и высокий коэффициент полезного действия генератора.

На фиг.1 приведена принципиальная схема прё;хлагаемогр генератора; на 4и1.2 - эпюры напряжений в характерных точках устройства, Предлагаемый генератор состоит из однойереходного транзистора 1, биполярного транзистора -2 типа р - п - р диода 3, времязадающего конденсатора 4, первого 5 и второго б резисторов, клеммы 7 для подачи питающего напряжения положительной полярности, клем aa 8 для подачи дополнительного пи - тающего напряжения отрицательной полярности.

однопереходного транзистора i соединен с одним выводом времязадающего конденсатора 4 и с одним пыподом первого резнсторя 5, другой вывод которого соединен с нторой базой однопереходного транзистора 1 и с клеммой 7 для подачи питающего напряжения положительтюй полярности. Другой вьюод времязадшощего конденсатора А соединен с базой биполярно- го транзистора 2 типа р - п - р и с анодом диода 3, катод которого соединен с эмиттером биполярного транзистора 2 типа р - п - р, с первой базой однопереходного транзистора J и с общей шиной (корпусом) устройства. Коллектор биполярного тра зистора 2 ти- па р - п - р соединен с одним вьшо- дом второго резистора 6, другой вывод которого соединен с клеммой 8 для подзчи допслнительного питающего напряжения отрицательной полярности.

Предлагае.мьгй генератор работает следующим образом.

.После подачи питакицих напряжений (напряжения +Е., на клемму 7 и напряжения -ЕЗ на клемму 8) начинается процесс заряда времязадающего конденсатора А. Указанный конденсатор заряжается от источника питания +Е че-- рез резистор 5 и диод 3. Ток заряда создает на диоде небольшое положи- , тельное напряжение QOO близкое к отсечке прямой ветви вольтамперной характеристики полупроводникового диода 3. Напряжение поддерживает биполярный транзистор-2 типа р - п - р D запертом состоянии. Напряжение на коллекторе биполярного Tpaji- знстора 2 типа р - п - р (и на выходе генератора) равно -Е. Когда в процессе заряда времязадающего конденсатора 4 напряжение на эмитТере однопереходного транзистора 1 повьш1а- ется до значения , tj Е, , однопере- ходный транзистор лавинно включается и напряжение на его эмиттере скачком уменьшается. Отрицательньсй перепад напряжения на эмиттере однопереходного транзистора 1 через времязадакций конденсатор 4 передается на анод диода 3 и базу биполярного транзистора 2. Диод 3 при этом выключается, а транзистор 2 типа р - п - р отпирается. Начинается этап формирования вершины выходного импульса, в процессе которого времязаданнций конденсатор 4 разряжается через эмиттерный переход биполярного транзистора 2 и эмиттер -

I/

кую цепь включенного о диоиереходного трянзистора 1. Напряжение на прямо- смещенном эмитт.ерном переходе биполярного транзистора 2 типа р - п - р запирает диод 3. Поскольку прямые сопротивления эмиттерного перехода биполярного транзистора 2 и эмиттер- ной цепи однопереходного транзистора 1 невелики, разряд конденсатора А осуществляется значительным током и протекает весьма быстро. Когда по мере разряда времязадающего ковденсато- ра 4 ток эмиттерной цешс однопереход- .ного транзистора снижается до значения тока выключения 1выкл i начинается лавинньй процесс выключения однопереходного транзистора 1. Он завершается выключением однопереходного транзистора I, отпиранием диода 3 и запиранием биполярного транзистора 2. Напряжение на выходе, которое на время формирования вершины выходного импульса принимало значение - V (т.е. примерно - 0,2 В;, теперь снова изменяется до уровня Е.

На выходе формируются импульсы положительной полярности с начальным уровнем Eg и амплитудой | Е - I s. .

Существенно, что во время формирования импульса ток базы биполярного транзистора 2 значителен: он изменяется от значения l „,с, до значения выкл Дб IG nAKCL максимальный (начальный) ток в цепи разряда конденсатора 4; Хвыкл ток выключения одно- переходного транзистора 1. При большом базовом токе обеспечивается насыщение биполярного транзистора 2 даже в случае низкоомной нагрузки (малого.7970

сопротивления нагрузочного резистора 6).

В отличие от устройства-прототипа большой базовый ток транзистора 2 протекает здесь короткое время, является импульсным, а среднее значе1ше базового тока оказьгвается незначительным и не превышает предельно-допустимых для транзистора величин.

10

Формула изобретения

Генератор импульсов, содержащ1Й

однопереходный транзистор, диод, катод которого соединен с первой базой однопереходного транзистора и с общей шиной устройства, времязадающий конденсатор, один выход которого соединен с анодом диода, первый резистор, один вывод которого соединен с другим выводом времязадающего конденсатора и с эмиттером однопереходпого транзистора, а другой вывод - с второй базой однопереходного транзистора и с клеммой для подачи питающего напряжения положительной полярности, второй резистор, отличающийся тем, что, с целью повышения нагрузочной способности генератора при больших значениях скважности выходных импульсов, в него введен источник отрицательного нап ряжения питания и биполярный транзистор р - п р-типа, база которого соединена с анодом диода, эмиттер - с его катодом а коллектор - с одним выводом второго резистора, другой вывод которого соединен с клеммой для подключения введенного источника отрицательного напряжеьшя пита}шя.

Изобретение может быть использовано для получения импульсов, по форт ме .близких к прямоугольным и имеющих значительную скважность при работе на низкоомную нагрузку. Целью изобретения является повышение нагрузочной способности генератора при большой скважности импульсов. Для этого в генераторе применена новая, по сравнению с прототипом, цепь разряда конденсатора: яремязадающий конденсатор разряжается через змиттерный переход вновь введенного биполярнвго транзистора р - п - р-типа и входную эмит- терную цепь включенного однопереход- ного транзистора. При этом большой ток разряда, обеспечивак1Ц11Й быстрый разряд конденсатора, малую длитель- : ность выходных импульсов и высокую скважность, создается не источником питающего напряжения, а заряженным конденсатором. Нагрузка подключается к коллектору биполярного транзистора и практически не влияет на напряжение включения однопереходного транг зистора, на постоянные времени время- задающих цепей и, следовательно, на частоту колебаний генератора, 2 ил. (Л

Фиг 7

3 Напрджени.& на змиттере

aOfff pfWfff/oeo mpaf/3tec/77ofla I

Л/л- Напряжение нa.)(oдeeef ftшnofla

w

-е

г т

a.6

w

fcl

Л1а.2