Формирователь биполярных импульсов Советский патент 1991 года по МПК H03M5/18 

( о ю о о

со

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться в системах электросвязи для передачи трехуровневых биполярных сигналов.

Целью изобретения является повышение надежности формирователя.

На чертеже представлена функциональная схема формирователя.

Формирователь содержит первый 1 и второй 2 коммутаторы, первый 3 - четвертый 6 ключи, ограничитель 7 тока, накопительный элемент (конденсатор) 8, элемент ИЛИ 9, формирователь 10 импульсов, первый 11 -третий 13трансформаторы, первый 14 и второй 15 двухполупериодные выпрямители, блок 16 разряда, первый 17 и второй 18 входы накачки, первый 19 и второй 20 информационные входы, шину 21 питания, шину 22 нулевого потенциала, первый 23 и второй 24 выходы. Ограничитель тока выполнен на первом 25 и втором 26 транзисторах и ограничительном элементе (резисторе) 27.

Величина коллекторного тока транзистора 26 IK26 определяется следующим образом:

К26 IR S26/S25,

где IR - ток, протекающий через резистор 27;

S25 и $26 - площади эмиттерных переходов транзисторов 25 и 26 соответственно.

Формирователь работает следующим образом.

При появлении на информационном входе 19 или 20 уровня логической единицы через коммутатор 1 (2) поступают противофазные высокочастотные сигналы накачки с входов 17 и 18 на ключи 3, 4 (5, 6). С поступлением импульсов накачки на трансформатор 11 и 12 выпрямители 14 и 15 формируют положительные (отрицательные) напряжения между выходами 23 и 24.

Нагрузкой формирователя может быть линия связи типа витая пара, эквивалентная емкость которой может достигать 20000 пФ по ГОСТу и 30000 пФ по ARINC-429. Поэтому для формирования фронта нарастания выходного напряжения необходим большой выходной ток 1 Ф (до 150 мА при 1 мкс Т.ф 2 мкс). В то же время, для формирования вершины импульса со стандартной амплитудой 10 В±10% на стандартной нагрузке не менее 600 Ом достаточен ток 16-18 мА. Величина среднего тока 1Ср за период формирования импульса и паузы составляет приблизительно 25 мА. Этот ток и формируется ограничите- лем 7, т.е. 1«2б Icp. Большой ток формирования фронта ф обеспечивается зарядом, накопленным на конденсаторе 8 за время предшествующей паузы и время формирования вершины предшествующего импульса,

В момент перехода уровня логической единицы в уровень логического нуля на одном из информационных входов 19 или 20 (на другом уровень логического нуля уже

0 был) прекращается подача импульсов накачки на трансформатор 11 или 12 и происходит перепад уровня на выходе элемента ИЛИ 9. Формирователь 10 выдает короткий импульс на выводы первичной обмотки транс5 форматора 13, напряжением на вторичной обмотке которого открывается блок 16 разряда и емкость нагрузки между выходами 23 и 24 разряжается до малого напряжения паузы,

0В аварийном режиме устройства при коротком замыкании проводов линии связи (выходы 23 и 24) или снижении сопротивления нагрузки до недопустимо малой величины. Средняя величина выходного тока к.з

5 превышает величину ср. Напряжение на конденсаторе 8 за время нескольких выходных импульсов снижается до величины, при которой к.з снижается до уровня |Ср. Таким образом, средняя мощность, рассеиваемая

0 ограничителем 7 тока, ключами 3-6 и выпрямителями 14 и 15, Рср.к.з Icp Un/2 при скважности информационных импульсов, равной 2.

С устранением короткого замыкания

5 или иной причины перегрузки напряжение на конденсаторе 8 восстанавливается до ис- ходной величины и устройство вновь формирует стандартные выходные импульсы в нагрузке.

0Таким образом, положительный эффект

достигается за счет ограничения среднего тока, отдаваемого устройством в нагрузку, независимо от сопротивления и емкости нагрузки (линии связи). При этом сохраня5 ется возможность выдачи в нагрузку кратковременного тока большой величины для формирования фронта нарастания выходного напряжения. Средний ток, потребляемый устройством в режиме короткого

0 замыкания, не превышает величины, потребляемой в нормальном режиме работы, поэтому устройство не выходит из строя из- за перегрева.

5Формула изобретения

Формирователь биполярных импульсов, содержащий первый, второй коммутаторы, элемент ИЛИ. первый и второй входы которого объединены с управляющими входами соответственно первого и второго коммутаторов и, являются соответственно первым и вторым информационными входами формирователя, первые информационные входы первого и второгокоммутаторов объединены и являются первым входом накачки формирователя, вторые информационные входы первого и второго коммутаторов объединены и являются вторым входом накачки формирователя, первый и второй выходы первого коммутатора соединены с управляющими входами соответственно первого и второго ключей, выходы которых соединены с соответствующими крайними выводами первичной обмотки первого трансформатора, выводы вторичной обмотки, которые соединены с соответствующими входами первого выпрямителя, первый и второй выходы второго коммутатора соединены с управляющими входами соответственно третьего и четвертого ключей, выходы которых соединены с соответствующими крайними выводами первичной обмотки второго трансформатора, выводы вторичной обмотки которого соединены с соответствующими входами второго выпрямителя, выход эле мента ИЛИ соединен с входом формирователя импульсов, выходы которого соединены с соответствующими выводами первичной обмотки третьего трансформато-

10

15

20

25

30

ра, выводы вторичной обмотки которого соединены с соответствующими входами блока разряда, первый и второй выходы которого объединены соответственно с первыми и вторыми выходами первого и второго выпрямителей и являются соответственно первым и вторым выходами формирователя, шину источника питания и шину нулевого потенциала, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности формирователя, в него введены накопительный элемент и ограничитель тока, выполненный на транзисторах и ограничительном элементе, первый вывод которого соединен с базами первого, второго транзисторов и коллектором первого транзистора, эмиттеры первого и второго транзисторов ограничителя тока объединены и подключены к шине источника питания, второй вывод ограничительного элемента ограничителя тока соединен с шиной нулевого потенциала, первым выводом накопительного элемента и средними выводами первичных обмоток первого и второго трансформаторов, коллектор второго транзистора ограничителя тока соединен с вторым выводом накопительного элемента и информационными входами первого - четвертого ключей.

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться в системах электросвязи для передачи сигналов трехуровневым биполярным кодом. Положительный эффект достигается за счет ограничения среднего тока, отдаваемого устройством в нагрузку (линию связи). При этом сохраняется возможность выдачи в нагрузку кратковременного тока большой величины для формирования фронта нарастания выходного напряжения. Средний ток, потребляемый устройством в режиме короткого замыкания, не превышает величины, потребляемой в нормальном режиме, поэтому устройство не выходит из строя из-за перегрева, что повышает его надежность. Формирователь содержит коммутаторы 1, 2, ключи 3 - 6, ограничитель 7 тока, конденсатор 8, элемент ИЛИ 9, формирователь 10 импульсов, трансформаторы 11 - 13, выпрямители 14, 15 и блок 16 разрядки. 1 ил.