Генератор импульсов Советский патент 1991 года по МПК H03K3/02 H03K3/313 

Щиг.1

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к релаксационным генераторам на приборах с отрицательным дифференциальным сопротивлением (негатронах), и может быть использовано в раз- личных электронных устройствах автоматики, телемеханики и вычислительной техники.

Цель изобретения - повышение КПД и расширение диапазона генерируемых частот.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема генератора импульсов; на фиг, 2 - диаграмма его работы, отражающая взаимодействие двухполюсника с S-образной вольтамперной характеристикой (ВАХ) и нагрузки, состоящей из резистора и двухполюсника с Я-образной ВАХ; на фиг. 3 - временные диаграммы работы генератора импульсов, отражающие форму напряжения на конденсаторе и нагрузке.

Генератор импульсов содержит RC- цепь, состоящую из резистора 1 и конденсатора 2, которая включена между шиной 3 питания и общей шиной, причем параллельно конденсатору 2 включена последовательная цепь из двухполюсника 4 с S-образной ВАХ, например динистора, и резистора 5 нагрузки, параллельно резистору 1 включен двухполюсник 6 с Я -образной ВАХ. Выходом генератора служит шина 7.

Рассмотрим работу генератора импульсов, в котором в качестве двухполюсника 4 использован динистор.

При включении напряжения питания возникает ток через резистор 1, который заряжает конденсатор 2. В этот период времени (период 0-ц на фиг. 3) к Я -диоду 6 приложено большое напряжение и ток через него отсутствует. Величину резистора 1 выбирают такой, чтобы нагрузочная прямая (линия CD на фиг. 2) не захватывала точку В выключения динистора, ВАХ которого изображена кривой ОАВ на фиг. 2. При этом нагрузочная линия CD может не пересекать участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением АВ на кривой ОАВ (т.е. точка А может находиться справа от нагрузочной линии CD).

По мере заряда конденсатора 2 напряжение на резисторе 1 и Я-диоде 6 уменьшается. Затем возникает ток через Я -диод 6 (согласно свойству Я-диода) и конденсатор 2 заряжается ускоренно через резистор 1 и открытый Я-диод (фиг. 3, период ti-t2), Суммарный ток через резистор 1 и Я -диод 6 изображен нагрузочной кривой CEFD. Как видно из диаграммы на фиг. 2, по мере заряда конденсатора 2 и приближения напряжения на нем к напряжению включения динистора (точка А) ток заряда возрастает. В момент включения динистора этот ток превышает ток включения динистора. Когда напряжение на конденсаторе 2 достигнет напряжения включения динистора, последний включается и возникает ток через открытый динистор, резистор 5 нагрузки и выходную клемму. Величину резистора 5 нагрузки выбирают такой, чтобы ток через него был больше, чем ток выключения Я -диода, поэтому Я -диод выключается, а конденсатор 2 разряжается через открытый динистор на нагрузку 5. На выходной шине

7 формируется короткий выходной импульс (фиг. 3).

После разряда конденсатора 2 динистор выключается, потому, что ток через резистор 1 не достаточен для удержания динистора 4 в открытом состоянии (точка В находится правее нагрузочной кривой CEFD на фиг, 3). Начинается новый цикл заряда конденсатора. Далее циклы работы

генератора импульсов повторяются.

Таким образом, ток, необходимый для включения динистора 4, обеспечивается за счет тока через Я-диод 6, поэтому величина резистора 1 может быть значительно больше, чем в известном устройстве. Это обеспечивает более широкий диапазон генерируемых частот в сторону увеличения периода следования импульсов.

Максимальная величина тока через Ядиод достигается при напряжении на нем порядка 2-6 В, поэтому напряжение питания предлагаемого генератора может быть на 1-3 В больше, чем напряжение включения динистора. Это обеспечивает высокий.

коэффициент использования напряжения питания (т.е. амплитуда выходных импульсов только на 1-3 В меньше, чем напряжение питания), а следовательно, и высокий КПД генератора импульсов.

Введение Я-диода в схему генератора позволяет обеспечить широкий диапазон генерации даже на динисторах, у которых 1вкл Ьыкл (в известном устройстве генерация на таких динисторах невозможна). Это обусловлено тем, что нагрузочная кривая CEFD может пересекать ВАХ динисторов ОАВ на участке отрицательного дифференциального сопротивления, если даже участок АВ будет параллельным оси напряжений

при 1вкл 1выкл (или с условным наклоном при 5выкл 1выкл.).

Нестабильность тока через Я -диод (в зависимости от температуры и других дестабилизирующих факторов) в малой степени

влияет на стабильность частоты следования импульсов. Это объясняется тем, что основную часть времени конденсатор заряжается через резистор 1 (период времени 0-ti на фиг. 4), а А -диод в это время закрыт. Ускоренный заряд конденсатора за счет тока через А -диод имеет значительно меньшую длительность (период ti-t2 на фиг. 4) и его нестабильность (за счет нестабильности тока через А-диод) не может существенно повлиять на стабильность всего времени заряда, которое определяет период следования импульс эа.

и

Формула изобретения Генератор импульсов, содержащий RC- цепь, включенную между шиной питания и общей шиной, последовательную цепь из двухполюсника с S-образной вольтампер- ной характеристикой и резистора нагрузки, которая включена параллельно конденсатору RC-цепи, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и расширения диапазона генерируемых частот, параллельно резистору RC-цепи включен введенный двухполюсник с А-образной вольтамперной характеристикой.

Изобретение относится к импульсной технике и может использовался в электронных устройствах различного назначения. Цель изобретения - повышение КПД и расширение диапазона генерируемых частот, Генератор импульсов содержит RC- цепь из резистора 1 и конденсатора 2, двухполюсник 4 с S-образной вольтам- перной характеристикой, резистор 5 нагрузки, двухполюсник 6 с Я-образной вольтамперной характеристикой, шины 3 питания и выходную шину 7. Цель изобретения достигается за счет введения двухполюсника 6, через который обеспечивается необходимый для включения двухполюсника 4 ток, поэтому ток через резистор 1 может быть меньше тока включения двухполюсника 4 и меньше тока его выключения, 3 ил,