Формирователь двухполярных импульсов с трансформаторным выходом Советский патент 1989 года по МПК H03K17/64 

фиеЛ

Изобретение относится к импульс- ной технике и может быть использова- но в качестве быстродействующего, пе- редатчика импульсных сигналов в ка- бельную магистраль через развязывающий трансформатор,

Цель изобретения - повышение родействия за счет уменьшения фронтов вьпсодных импульсов.10 На фиг. представлена схема устройства; на фиг.2 - диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 транзисторы п-р-п типа, 15 трансформатор 3 .с двумя первичными обмотками 4 и 5, одной вторичной обмоткой 6. и одной дополнительной обмоткой 7, блок 8 последоватапьно- паралпельного преобразования входных 20 сигналов, блок-9 ускоренного разряда накопленного заряда вторичной обмотки 6 трансформатора 3, который состоит из двух. ранзисторов 10 и It n-p-n типа, двух конденсаторов 12 25 и t3, двух резисторов 14 и 15, четы- |рех диодов t6-t9 и дополнительной обмотки 7 трансформатора 3.

Первый и второй входы блока 8 соединены с входными шинами 20 и 21 30 устройства, а первый и второй выко- ды блока 8 соединены с базами транзисторов 1 и 2 соответственно, эмиттеры этих транзисторов соединены с общей шиной 22, обмотка 4 трансформа-35 тора 3 включена ежду шиной 22 питания и коллектором транзистора 1 в прямом направлении, обмотка 5 трансформатора 3 включена между шиной 23 и коллектором транзистора 2 в об- 40 ратном направлении, выводы вторичной обмотки 6 трансформатора 3 соединены с выходными шинами 24 и 25 устройства, между которыми нагрузка 26.45

Третий выход блока 8 соединен с базами транзисторов 10 и 11 через конденсаторы 12 и 13 соответственно, эмиттеры транзисторов 10 и 11 подключены к.общей шине 22, обмотка 7 трансформатора 3 включена между коллекторами транзисторов 10 и 11, меж- ду базами транзисторов 10 и 11 и шиной 22 включены соответственно резисторы 14 и 15, аноды диодов 16-19 соединены с.шиной 22, катоды диодов Т6 и 17 соединены с базами транзисторов ТО и 11 соответственно, а ка,

0

5 0 5

0 5 0 5

0

5

тоды диодов 18 и 19 соединены с коллекторами транзисторов 10 и 11 соответственно.,

. Устройство работает следующим, образом.

Бхг;эк В последовательно-параллельного преобразования сигналов содержит два входа X и Y и три выхода: первый.выход X, второй Y и третий X+Y. Напряжение на первом X и втором Y выходах по форме соответствует напряжению на первом X и втором Y входах соответственно. Напряжение на третьем выходе X+Y представляет собой инверсию логической суммы.сигналов на входах X и Y . В исходном состоянии на входных шинах 20 и 21 устройства (входы.X и Y .блока 8) присутствуют сигналы низкого уровня. На первом и втором выходах X и Y блока 8 также присутствуют сигналы низкого- уровня, а на третьем, выходе , X+Y -.высокого, ... ..

Транзисторы 1 и 2 закрыты,.ток через обмот1 и .4 и 5 трансформатора,

3не протекает, сигналд на,, шинах

24 и 25 нет. Одновременно конденса,- торы 12 и 13 не пропускадот постоянную составляющую сигнала, на базы транзисторов |0 и .11, следовательно, они закрыты. Входные импульсы поступают на ..шины 20 и 2t устройства,

.причем окончание сигнала на шине 20 .

. соответствует на чапу: сигна 1а на шине 21 или наоборот (см. фиг.2а Ифиг. 2б) , Последовательность из двух таких сигналов Соответствует одному биту информации на шинах 20 и 21 и одному двухполярному сигналу на шинах 24 и 25.-. Входные сигналы без инверсии поступают на базы транзисторов 1 и 2 и открывают их. Через обмотки

4и 5 трансформатора 3, включенные

в противоположном направлении, протекает ток, форма которого представлена на фиг.2г и фиг.2д. Во вторичной обмотке бив дополнительной обмотке 7 трансформатора 3 наводятся импульсы двухполярного напряжения. При формировании во вторичной обмотке 6 трансформатора 3 каждой полуволны сигнала накапливается .заряд. При Co eдyющeй полуволне напряжения происходит сначала быстрый разряд накопленного заряда, а затем накаши - вается заряд противоположного знака, что затягивает задний фронт выходного сигнала по сравнению с передним

.5

10

15

20

25

31465998

фронтом (см.фиг.2ж, пунктирная линия) .

Одновременно инверсная логическая сумма входных сигналов с третьего выхода X+Y блока 8 поступает на блок 9 и через конденсаторы 12 и 13 поступает на базы транзисторов 10 и 11. Форма сигнала с выхода блока 8 представлена на фиг.2в. По переднему фронту этого сигнала, соответствующему по времени окончанию действия последовательности двух входных импульсов, открьшаются транзисторы 10 и 11 и через дополнительную обмотку 7 протекает импульс тока. Направление тока зависит от формы импульса напряжения, наведенного в этой обмотке 7. Ток в дополнительной обмотке 7 протекает следующим образом.: положительно заряженный вывод дополнительной обмотки 7, открытый транзистор 10 (транзистор 11), диод 19 (диод 18), отрицательно заряженный вывод дополнительной обмотки 7. Форма импульсов тока через дополнительную обмотку 7 трансформатора 3 представлена на фиг.2е (за положительное направление тока принят ток через третий транзистор 10). Ток дополнительной обмотки 7 создает во вторич- ной обмотке 6 трансформатора 3 ток разряда накопленного заряда во время действия второй полуволны выходного сигнала и резко сокращает время длительности заднего .фронта вы- ходного сигнала фиг.2ж, сплошная линия). Резисторы 14 и 15 служат кпц задания режима транзисторов 10 и 11; диоды 16 и 17 защищают переходы база-эмиттер этих транзисторов от пробоя при прохождении заднего сигнала с третьего выхода X+Y блока 8 через конденсаторы 12 и 13.

Предлагаемое устройство может аботать в качестве высокоскоростноо передатчика импульсных двухполяр- ык сигналов в согласованную кабельую линию связи через развязьшающий рансформатор. Скорость передачи н4юрмации превышает при этом. Мбит/с при длительности переднего заднего фронта сигнала менее 100 не ведение блоков последовательно-пааллельного преобразования входных игналов и блока ускоренного разряда акопленного заряда вторичной обмот- и трансформатора позволило на поря30

до на мо

Ф

со де ры и ры со ви на то ле фо вт в об к л це сч пу но Hiii ря об ма ко па си ус с ро с на дд ки яв фо на ки и де ;рех раз ной ны зис вый тре сое кол обм ми ров ств

35

45

50

55

.5

10

15

20

25

30

док повысить скорость передачи сигналов без увеличения рассеиваемой мощности.

Формула и зобретения

Формирователь двухполярных импульсов с трансформаторным выходом, содержащий первьш и второй транзисторы, трансформатор с двумя первичными и одной вторичной обмотками, эмиттеры первого и второго транзисторов соединены с общей шиной, первая пер- вичиая обмотка трансформатора включена между коллектором первого транзистор а и шиной питания в прямом направлении, вторая первичная обмотка трансформатора включена между коллектором второго транзистора и шиной питания в обратном направлении, вторичная обмотка трансформатора подключена к выходным шинам устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия за счет уменьшения фронтов выходных импульсов, введены блок последовательно-параллельного преобразования вход- Hiiix сигналов, блок ускоренного разряда накопленного заряда вторичной обмотки трансформатора, а трансформатор снабжен дополнительной о&мот- кой, входы блока последовательно- параллельного преобразования входных сигналов соединены с входными шинами устройства, первый и второй выходы - с первого и второго тра,кзисто- ров соответственно, а третий выход - с входом блока ускоренного разряда накопленного заряда вторичной обмот- дд ки трансформатора, выходом- которого является дополнительная обмотка, трансформатора, блок ускоренного разряда накопленного заряда вторич ной обмотки трансформатора выполнен на третьем. и четвертом транзисторах, двух конденсаторах, двух резисторах и четы- ;рех диодах, к входу блока ускоренного разряда накопденного заряда вторичной обмотки трансформатора подключе- . ны базы третьего и четвертого транзисторов через соответствующие первый и второй конденсаторы, эмиттеры третьего и четвертого транзисторов соединены с общей шиной, а между коллекторами включена дополнительная обмотка трансформатора, между базами третьего и четвертого транзисторов и общей шиной включены соответственно первый и второй резисторы.

35

45

0

5

514659986

аноды всех четырех диодов соединеньГ ственно, а катоды третьего и четвер- с общей шиной, катоды первого и вто- того диодов соединены с коллекторами рого диодов соединены с. базами третье- третьего и четвертого транзисторов го и четвертого транзисторов соответ- соответственно.

Устройство относится к импульсной технике и может быть .использовано в качестве быстродействующего передатчика импульсных сигналов в кабельную линию связи через развязывающий трансформатор. Цель изобрете- нргя - повышение быстродействия за счет уменьшения фронтов выходных импульсов. Поставленная цель достигается за счет того, что в устройство введены блок 8 последовательно- параллельного преобразования входных сигналов и блок 9 ускоренного разряда накопленного заряда вторичной обмотки 6 трансформатора 3, который выполнен на двух транзисторах 10, 11, резисторах 14, 15, конденсаторах 12, 13 и диодах 16-19. С введением данных блоков скорость передачи информации превышает 1 Мбит/с при длительности переднего и заднего фронтов сигнала менее 100 не без увеличения рассеиваемой мощности. 2 ил. Ё (Л с 24 а 01 со со сх т гв