Импульсный транзисторный усилитель Советский патент 1991 года по МПК H03K5/02 

Изобретение относится к области импульсной техники

Цель изобретения - повышение быстродействия.

На фиг 1 изображена структурная схема импульсного транзисторного усилителя, на фиг. 2 - пример выполнения принципиальной схемы релаксационного усилителя с сумматором, ключом и нагрузкой

Импульсный транзисторный усилитель содержит последовательно соединенные входной каскад 1, предварительный каскад 2 усиления и выходной каскад 3, нагрузку 4, релаксационный усилитель 5, состоящий из последовательно соединенных фильтра 6 верхних частот, усилителя 7 с отсечкой и ограничителя 8, и элемент 9 с зоной нечувствительности, причем вход фильтра 6 верхних частот соединен с выходом выходного каскада 3, первый вход элемента 9 с зоной нечувствительности соединен с выходом выходного каскада 3, второй вход - с выходом усилителя 7 с отсечкой выход - с входом нагрузки 4 вход входного каскада 1 соединен с входной шиной 10

Нагрузка 4 может иметь емкостной, или индуктивный или смешанный характер.

Релаксационный усилитель 5 известен и состоит из фильтра верхних частот 6, усилителя 7 с отсечкой и ограничителя 8.

Фильтр верхних частот 6 известен и состоит из резисторов 11 - 14 и конденсаторов 15- 18

Усилитель 7 с отсечкой построен по двухтактной схеме и состоит из двух пар транзисторов 19, 20 и 21, 22 и резисторов 11-14, входящих также в состав фильтра 6 верхних частот Транзисторы в каждой из пар 19. 20 и 21,22 отличаются разнымтипом проводимости (п - р - п - 19, 20, р - п - р - 21, 22), причем коллекторы как транзисторов 19, 21, так и транзисторов 20, 22 соединены между собой и подключены соответственно к шинам 23, 24 и к шинам 25, 26 Эмиттеры транзисторов 19 и 20 подключены к шине 27 источника питания, эмиттеры транзисторов 21 и 22 подключены к шине 28

О

о VJ

ю со о

источника питания. R резисгооы 11 И включены между пазами транзисторов 19 22 соответственно и шинами 27 и 28 источника ПИГЯНИР

Ограничитель 8 состоит из диодов 29

30 ..

Элемент 9 с зоной нечувствительности состоит из двух пар параллельно включенных диодов: пары 33 и 34, включенной между выходом (шина 25) выходного каскада 3 и входом (шина 35, 36) нагрузки 4 и пары 37 и 38. включенной между выходом (шина 26) выходного каскада 3 и входом (шина 39. 40) нагрузки.

Усилитель работает следующим образом.

Входной сигнал в виде положительных и отрицательных импульсов поступает на входной каскад 1. который разделяет положительные и отрицательные импульсы по цепям усилиения положительных и отрицательных импульсов предварительного каскада 2 усиления, в котором производится предварительное усиление входного сигнала. В выходном каскаде 3 положительные и отрицательные импульсы окончательно усиливаются по направлению. Скачок напряжения соответствующий фронту или срезу входного импульса, на входе элемента 9 превышает уровень отсечки усилителя 7 с отсечкой, усиливается релаксационным усилителем 5 с положительной обратной связью по напряжению, что обеспечивает более быстрый процесс формирования фронта или среза импульсов на элементе 9 и ускорение регенеративного процесса в оелаксаиионном усилителе 5. Пои поевы- шении напряжением на входе элемента 9 его порога срабатывания элемент 9 открывается и обеспечивается быстрый перезаряд емкости нагрузки и формирование выходного импульса. Исключение переколебаний, в начале положительной и отрицательной вершин импульса обеспечивается ограничителем 8.

Рассмотрим работу релаксационного усилителя 5 для случаев формирования среза и фронта импульса.

Положительный и отрицательный перепады напряжения, формируемые на шинах 25 и 26 соответственно поступают на фильтр 6, дифференцируются электрическими цепями, состоящими соответственно из конденсатора 15 и резистора 11 и конденсатора 18 и резистора 14. Продифференцированные фронт и срез импульса поступают на базы транзисторов 19 и 22 соответственно, входящие в усилитель 7 с отсечкой и запертые в исходном состоянии через резисторы 11 и 14. При превышении напряжением на базах транзисторов 19.22 напряжения огсечки они открываются и через усилитель 7 с отсечкой начинает протекать гок который поступает на шины

24 и 23 элемент 9

При этом крутизна начального участка формируемых положительных и отрицательных перепадов напряжения увеличивается. При достижении величины напряжения

0 на входе элемента 9 на шинах 25 и 26, а значит (на левых выводах диодов 33, 34 и 37. 38. соответственно) напряжения порога открывания элемента 9, диоды элемента 9 открываются, к выходу элемента 9

5 подключается нагрузка 4 и начинается быстрый перезаряд емкости нагрузки, Благодаря отключению нагрузки на начальном участке формирования положительного и отрицательного перепадов напряжения

0 обеспечивается более быстрое включение релаксационного усилителя 5,что обеспечивает более быстрое формирование фронта или среза импульса.

При включении релаксационногоусили5 теля 5 ток через нагрузку 4 увеличивается. При этом скорость перезарядов емкости нагрузки 4 возрастает, что ведет к увеличению крутизны среза и фронта импульсов, формируемых на шинах 36 и 40 нагрузки 4.

0 Увеличение крутизны формируемых фронтов приводит к дальнейшему возрастанию напряжения на выходе фильтра 6 верхних частот, а. значит, к дальнейшему возрастанию тока через усилитель 5 и через

5 нагрузку 4.

При достижении фронтом или срезом формируемых импульсов положительной и отрицательной амплитуды, определяемой величиной напряжения источника питания,

0 происходит их двухстороннее ограничение ограничителем 8 с целью исключения переколебаний в начале положительной и отрицательной вершин формируемых импульсов. Режим отсечки в усилителе 7

5 предотвращает самовозбуждение релаксационного усилителя 5, а также его срабатывание по шумам.

Формирование перепадов противоположной полярности формируемых импуль0 сов на шинах 25 и 26 и далее на шинах 36 и 40 нагрузки 4 происходит аналогично, только в работе будут задействованы элементы фильтра верхних частот - конденсаторы 16 и 17, резисторы 12 и 13 и транзисторы 21 и

5 20. Работа импульсного транзисторного усилителя не имеет принципиальных различий при формировании импульсов на нагрузке любого характера реактивности.

Данный импульсный транзисторный усилитель позволяет повысить быстродей

ствие за счет сокращения времени на формирование фронта или среза выходных импульсов.

Формула изобретения Импульсный транзисторный усилитель, содержащий последовательно соединенные входной каскад, предварительный каскад усиления и выходной каскад, нагрузку, релаксационный усилитель, состоящий из соединенных последовательно фильтра

0

верхних частот, усилителя с отсечкой и ограничителя, причем вход фильтра верхних частот соединен с выходом выходного каскада, вход входного каскада соединен с входной шиной, отличающийся тем, что. с целью повышения быстродействия, в него введен элемент с зоной нечувствительности, первый вход которого соединен с выходом выходного каскада, второй вход - с выходом усилителя с отсечкой, выход - с входом нагрузки.

25

36

Изобретение относится к вычислительной технике. Цель изобретения - повышение быстродействия - достигается введением элемента 9 с зоной нечувствительности. Устройство содержит входной каскад 1, предварительный каскад 2 усиления, выходной каскад 3, нагрузку 4, релаксационный усилитель 5. Релаксационный усилитель 5 содержит фильтр 6 верхних частот, усилитель 7 с отсечкой, ограничитель 8. 2 ил.

Фиг. 2