Выходной каскад формирователя импульсов Советский патент 1989 года по МПК H03K5/01 

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах формирования импульсных сигналов наносекундного и субнаносекундного диапазонов.

Целью изобретения является расширение диапазонов формирования верхнего и нижнего уровней напряжения и повышение точности и стабильности установки выходного напряжения, увеличение быстродействия.

На чертеже представлена схема выходного каскада формирователя импульсов.

Выходной каскад включает первый и второй каналы формирования соответственно верхнего и нижнего уровней, которые содержат первые 1 и 2 и вторые 3 и 4 ключи, вьшолненные на транзисторах 5 и 6, объединенные эмиттеры первого и второго транзисторов 7 и 8 первого ключа 1 первого канала через первый резистор 9 сое- динены с первой шиной 10 питания, объединенные эмиттеры первого и второго транзисторов 11 и 12 первого ключа 2 второго канала через второй резистор 13 соединены с второй шиной 14 питания, коллектор транзистора 7 соединен с точкой соединения первого и второго диодов 15 и 16, коллектор транзистора 11 соединен с точкой соединения третьего и четвертого диодов 17 и 18, базы транзисторов 5 и 6 вторых ключей первого и второго каналов соединены соответственно третий резистор 19 с первой шиной 20 опорного напряжения и через четвертый резистор 21 - с второй шиной 22 опорного напряжения, третий ключ 23 первого канала и третий ключ 24 второго канала.

Третий ключ 23 первого канала

содержит два диода 25 и 26, резистор 27 и транзистор 28 с проводимостью, противоположной проводимости транзистора второго ключа данного канала. Третий ключ 24 второго канала содержит два диода 29 и 30, резистор 31 и транзистор 32. Коллекторы первого и второго транзисторов 7 и 8 соединены через резисторы 33 и 34 с

ИННОЙ 14. Коллекторы первого и второго транзисторов 11 и 12 через резисторы 35 и 36 соединены с шиной 10. Базы первого и второго транзисторов обоих каналов соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами 37 - 40 устройства. Устройство включает выходную шину 41.

25

Выходной каскад работает следующим образом.

Если на входе 37 напряжение логической 1 отрицательной полярности, на входе 40 напряжение логической 1 положительной полярности, на

входах 38 и 39 напряжение логического О, напряжение на второй шине 22 опорного напряжения (напряжение нижнего уровня и) отрицательной полярности, а напряжение на шине 20 по35 ложительной полярности (напряжение верхнего уровня b g), то транзисторы 8 и 11 открыты, а транзисторы 7 и 12 закрыты. Так как транзистор 8

открыт, а напряжение на шине 20 положительное, то транзистор 28 открыт

Режим транзистора 8 устанавливают таким образом чтобы транзистор 28 закрывался при напряжении на шине 20, близком к нулю. Режим транзистора 11 устанавливают таким образом, чтобы транзистор 5 открывался только при напряжении на шине 20, близком к нулю, следовательно, при положительном напряжении на тине 20 транзистор 5 закрыт. Так как закрыт транзистор 12, то закрыт и транзистор 32. Отрицательным напряжением на ши не 22 транзистор 6 закрыт. Напряжение верхнего уровня положительной полярности на выходной шине 41 определяется разностью напряжения на шине 20 и напряжения коллектор - эмит- тер открытого транзистора 28. Если изменить полярность напряжения на шине 20 на отрицательную, транзистор 28 закрывается, открывается транзистор 5 и на шине 41 будет формировать ся отрицательное напряжение верхнего уровня.

Так как транзистор 28 находится в насыщении во всей области положительных напряжений и закрывается только при напряжении U g на шине 20, близком к нулю, а во всем диапазоне изменение Ug положительной полярности, быстродействие формирования выходного напряжения определяется толь- ко транзистором 28.

В отрицательной области изменения напряжения Ug на шине 20 быстродействие определяется только транзис:то- ром 5, который входит в насьщение

при напряжении Ug, близком к нулю, и находится в этом режиме во всей области отрицательных напряжений Ug

Если на входах 37 и 40 напряжение логического О, на входе 38 напря- жение логической 1 отрицательной полярности, на входе 39 напряжение логической 1 положительной полярности, напряжение нижнего уровня Uц на шине 22 отрицат.ельной полярности, а напряжение верхнего уровня Ug на шине 20 положительной полярности,что транзисторы 7, 12 и 32 открыты,транзисторы 8,11,28, 5 и 6 закрыты. Формирование нижнего уровня на выходной шине 41 происходит аналогично формированию верхнего уровня. Напряжение нижнего уровня на выходной шине определяется разностью напряжения

49

на шине 22 и напряжения коллектор - эмиттер открытого транзистора 32.Если изменить полярность напряжения на шине 22 на положительную, транзистор 32 закроется при напряжении и, близком к нулю, откроется транзистор 6 и на выходной шине 41 будет формироваться полоткительное напряжение нижнего уровня.

Формула изобретени

Выходной каскад формирователя импульсов, содержащий подсоединенные к выходной шине первый и второй каналы формирования соответственно верхнего и нижнего уровней, каждый из которых включает первый ключ, выполненный на двух транзисторах по схеме токового переключателя, и второй ключ, выполненный на одном транзисторе, объединенные эмиттеры первого и второго транзисторов первого ключа первого и второго каналов через соответственно первый и второй резисторы соединены с первой и второй шинами питания соответственно, коллекторы первых транзисторов первого ключа соответственно первого и второго каналов подсоединены к точкам соединения соответственно первого, второго, третьего и четвертого диодов, вторые электроды которых сое динень соответственно с базой и коллектором транзистора второго ключа второго канала и с базой и коллектором транзистора второго ключа первого канала, базы транзисторов вторых ключей первого и второго каналов соединены соответственно через третий резистор с первой шиной опорного напряжения, а четвертый резистор - с второй шиной опорного напряжения, проводимость транзисторов первого ключа совпадает с проводимостью транзистора второго ключа данного канала и противоположна проводимости транзисторов первого ключа второго канала, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазонов формирования верхнего и нижнего уровней напряжения и повышения точности и стабильности установки выходного напряжения, увеличения быстродействия, в каждый из каналов введен третий ключ, вьшолненный симметрично второму ключу и состоящий из язуг. диодов, резистора и транзистора с

5U571A96

проводимостью, противоположной про-ключей своих каналов, коллекторы

водимости транзист,ора второго ключатранзисторов первых ключей соединены

данного канала, -эмиттер и коллекторчерез соответствующие резисторы,втотранзистора третьего ключа соедине-рые выводы которых объединены и подны соответственно с эмиттером и кол-ключены соответственно к второй и

лектором транзистора второго ключапервой шинам питания, базы первого

своего канала, общие точки диодови второго транзисторов обоих каналов

третьих ключей первого и второго ка-соединены соответственно с первым,

налов соединены соответств енно с КОЛ- Qвторым, третьим и четвертым входами

лекторами вторых транзисторов первыхустройства.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах формирования импульсных сигналов наносекундного и субнаносекундного диапазонов. Целью изобретения является расиирение диапазонов формирования верхнего и нижнего уровней напряжения, повмпение точности и стабильности установки