Многофазный мультивибратор Климова Советский патент 1992 года по МПК H03K3/281 

№

iw

Изобретение относится к импульсной технике. Целью изобретения является расширение диапазона длительностей формируемых многофазным мультивибратором импульсов в сторону увеличения длительностей этих импульсов при сохранении их амплитуды и формы их фронтов и срезов путем автоматического управления сопротивления цепей, соединяющих базы транзисторов основных звеньев с шиной источника питания, обеспечивающего насыщение открытого транзистора соответствующего основного звена независимо от значения сопротивления базового резистора данного транзистора. 1 ил.

Мультивибратор относится к импульсной технике и может быть использован в качестве распределителя и генератора импульсов.

Цель изобретения - расширение диапа- з она длительностей формируемых многофазным мультивибратором импульсов в сторону увеличения длительностей этих импульсов при сохранении их амплитуды и формы их фронтов и срезов путем автоматического управления сопротивлением цепей, соединяющих базы транзисторов основных звеньев с шиной источника питания, обеспечивающего насыщение открытого транзистора соответствующего основного звена независимо от значения сопротивления базового резистора данного транзистора.

На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого многофазного мультивибратора.

Многофазный мультивибратор содержит N соединенных в кольцо основных звеньев 1-1...1-N, выполненных на биполярных транзисторах одинаковой проводимости, одновибратор 2 и вспомогательные звенья 3-1...3-N, общую шину 4 и шину 5 источника питания, причем каждое (1-п)-е основное звено включает биполярный транзистора 1-п-1, соединенный эмиттером с шиной 4, базой через конденсатор 1-п-2 с входом (1-п)-го звена и через резистор 1-п-З с шиной 5, коллектором - через резистор

1-п-4 с шиной 5 и через резистор 1-п 5 с входом одновибратора 2, содержащего два биполярных транзистора 2-1, 2-2, проводимость которых соответствует проводимости транзисторов 1-1-1...1-N-1, пять резисторов

2-3...2-7, конденсатор 2-8 и туннельный диод 2-9, причем вход одновибрзтора 2 соединен через туннельный диод 2-9 с шиной 4 и через резистор 2-3 с базой транзистора 2-1,

О

о о

«

о

N5

лектор которого, являющийся выходом од- новибратора2,соединен через резистор2-4 с шиной 5, а также через резистор 2-5 с базой транзистора 2-2, коллектор которого соединен с первой обкладкой конденсатора

2-8 и через резистор 2-Gc шиной 5, при этом вторая обкладка конденсатора 2-8 соединена через резистор 2-7 с входом одновибра- тора 2, а эмиттеры транзисторов 2-1 и 2-2 объединены и соединены с общей шиной, причем выход каждого (3-п)-го из N вспомогательных звеньев соединен с базой транзистора соответстпующего (1-п)-го основного звена, а вход каждого (3-п)-го из N вспомогательных звеньев - с выходом соответствующего (Ч-п)-го основного звена, при этом каждое (З-п)-е вспомогательное звено включает два биполярных транзистора З-п-1 и З-п-2, проводимость которых об- ратна проводимости транзистора 1-п-1, полевой транзистор З-п-3 с индуцированным каналом, пять резисторов З-п-4...З-п-8 и конденсатор З-п-9, первая обкладка которого соединена с эмиттером транзистора

3-п-1 и шиной 5, а вторая обкладка - через резистор З-п-4 со стоком транзистора З-п-3 и через резистор З-п-5 с базой транзистора З-п-1, коллектор которого соединен с эмиттером транзистора З-п-2, соединенного коллектором черпз резистор З-п-6 с входом вспомогательного звена З-n, а базой через резистор З-п-7 с затрором транзистора 3-п- 3, являющимся входом вспомогательного звена З-n, причем эмиттер транзистора 3 п- 2 соединен также через резистор З-п-8 с шиной 5, а исток и подложка транзистора З-п-3 соединены с шиной 4.

Многофазный мультивибратор работает следующим образом.

В исходном состоянии при отсутствии запускающего импульса транзисторы 1-1- 1...1-N-1 открыты и насыщены, конденсаторы 1-1-2...1-N-2, 2-8 и 3-1-9...3-N-9 разряжены, напряжение на туннельном диоде 2-9 отсутствует, транзисторы 2-1, 3-1- 1...3-N-1, 3-1-3...3-N-3 и диоды 1-1-6...2-N-6 закрыты, транзисторы 2-2, 3-1-2...3-N-2 открыты.

С приходом отрицательного запускающего импульса на базу транзистора 1-1-1 основного звена 1-1 транзистор 1-1-1 закрывается, конденсатор 1-2-2 следующего основного зчена 1-2 заряжается. При закрытом транзисторе 1-1-1 и полностью заряженном конденсаторе 1-2-2 напряжение на выходе звена 1-1 равно напряжению шины 5 и ток 1Д через туннельный диод 2-9, выбираемый из условия 1Д 0,6-0,7 п, где переключения туннельного диода, недостаточен для его переключения, поэтому транзистор 1-2 закрыт.

По окончании запускающего импульса транзистор 1-1-1 открывается, конденсатор

1-2-2 разряжается, закрывая при этом транзистор 1-2-1 основного эвена 1-2 на время, определяемое параметрами времязадаю- щей цепи в составе конденсатора 1-2-2 и резистора 1-2-3. Процесс происходитанало0 гично описанному, вдоль многофазного мультивибратора проходит волна возбуждения, когда в любой промежуток времени закрыт только один из N транзисторов

1-1-1...1-N-1. Ток, протекающий через тун- 5 нельный диод 2-9, при этом всегда недостаточен для его переключения, и транзистор

2-1 идиоды 1-1-6...l-N-бпостояннозакрыты, не оказывая влияния на работу многофазного мультивибратора.

0При запирании под действием помехи одновременно двух и более из N транзисторов 1-1-1...1-N-1 через туннельный диод протекает ток д S 1.2-1,4 п, что приводит к переключению туннельного диода. После

5 переключения туннельного диода транзистор 2-1 открывается, соединяя через разделительные диоды 1-1-6...1-N-6 с общей шиной 4 коллекторы всех N транзисторов 1-1-1.„1-N-1, а транзистор 2-2 закрывается.

0 При этом прекращается следование волны возбуждения вдоль многофазного мультивибратора, начинается разряд конденсаторов 1-1-2...1-N-2 и заряд конденсатора 2-8 времязадающей цепи одновибратора. Ток

5 заряда конденсатора 2-8 удерживает транзистора 2-1 в открытом состоянии и туннельный диод 2-9 в переключенном состоянии на время, определяемое параметрами цепи конденсатор 2-8, резисторы 2-6 и 2-7, необ0 ходимое для полного разряда конденсаторов 1-1-2... 1-N-2. После заряда конденсатора 2-8 ток через туннельный диод 2-9 прекращается и он возвращается в исходное состояние. При этом транзистор

5 2-1, диоды 1-1-6...1-N-6 закрываются, атран- зисторы 1-1-1...1-N-1 и 2-2 открываются, то есть схема приводится в исходное состояние.

Рассмотрим работу каждого (3-п}-го из

0 N вспомогательных звеньев 3-1...З-N. В исходном состоянии многофазного мультивибратора при отсутствии волны возбуждения напряжение на входе (3-п)-го дополнительного звена соответствует низ5 кому потенциалу О и равно по значению коллекторному напряжению открытого и насыщенного транзистора 1-п-1 основного звена 1-п. При этом транзистор З-п-3 закрыт, конденсатор З-п-8 разряжен, в результате чего ток о базовой цепи транзистора

З-п-1 отсутствует и этот транзистор закрыт. Отсутствие коллекторного тока закрытого транзистора З-п-1 приводит к тому, что эмиттерный ток транзистора З-п-2 будет протекать через резистор З-п-8, значении сопротивления которого выбирается таким образом, чтобы базовый ток открытого транзистора 1-п-1, равный сумме токов, протекающих через резисторы 1-п-4 и З-п-6, обеспечивал насыщение транзистора 1-п-1. Следовательно, в исходном состоянии все транзисторы 1-1-1...1-N-1 будут открыты и насыщены независимо от значений активных сопротивлений резисторов 1-1-3...1-N- 3.

При прохождении по многофазному мультивибратору волны возбуждения в момент запирания транзистора 1-п-1 на входе вспомогательного звена З-n появляется высокий потенциал 1, равный по значению напряжению на шине 5, Это приводит к открыванию транзистора З-п-3, заряду конденсатора З-п-9 и появлению базового тока транзистора З-п-1. В результате этого транзистор З-п-1 открывается и насыщается и на эмиттер транзистора З-п-2 подается напряжение, равное разности напряжения 1 и напряжения между коллектором и эмиттером насыщенного транзистора З-п-1, в то время как на базу транзистора З-п-2 подается напряжение 1. Это приводит к запиранию транзистора З-п-2 и отсутствию тока в коллекторной цепи этого транзистора.

В момент начала открывания транзистора 1-п-1 напряжение на входе вспомогательного звена З-n уменьшается, в результате чего транзистор З-п-2 открывается и в его коллекторной цепи начинает течь ток, увеличивающий базовый ток транзистора 1-п-1 и падение напряжения на резисторе 1-П-4, что приводит к соответствующему увеличению тока через резистор З-п-6 и к возникновению лавинообразного процесса, открыванию и насыщению транзистора 1-п-1. При этом эмиттерныйтоктранзистора З-п-2 протекает через коллекторный переход открытого и насыщенного транзистора З-п-1 и резистор З-п-8.

Поеме окончания формирования среза импульса основным звеном 1-п транзистор З-п-3 закрывается и по мере разряда конденсатора З-п-9 базовый ток транзистора

З-п-1 постепенно уменьшается до нулевого значения.3 соответствии с этим увеличивается сопротивление между эмиттером и коллектором транзистора З-п-1. В момент закрывания транзистора З-п-1 эмиттерный

ток транзистора З-п-2 не прекращается, как в прототипе, а протекает через резистор З-п-8, что обеспечивает, в отличие от прототипа, протекание коллекторного тока транзистора З-п-2 и после разряда конденсатора

З-п-9. Величины этих токов подбираются значением активного сопротивления резистора З-п-9 таким образом, чтобы обеспечить насыщение транзистора 1-п-1 независимо от сопротивления резистора 1n-З и после разряда конденсатора З-п-9 и закрывания транзистора 1-п-1.

Таким образом, предлагаемое техническое решение расширяет диапазон длительностей формируемых многофазным

мультивибратором импульсов в сторону увеличения длительностей этих импульсов при сохранении их амплитуды и фермы их фронтов и срезов путем автоматического управления сопротивлением цепей,

соединяющих базы транзисторов основных звеньев с шиной источника питания, обеспечивающего насыщение открытого транзистора соответствующего основного звена независимо от значения сопротивления бязового резистора данного транзистора. Формула изобретения Многофазный мультивибратор по авт.св. № 1598124, отличающийся том, что, с целью расширения диапазона длительностей формируемых многофазным мультивибратором импульсов в сторону увеличения длительностей этих импульсов при сохранении неизменными их амплитуды и формы их фронтов и срезов, в него введены

N дополнительных резисторов, каждый из которых подключен между эмиттером второго биполярного транзистора соответствующего вспомогательного звена и шиной источника питания.

ь

Г 3-f-f

о

У5 J-2-.f

3-1-9

J-2-9

3-Л8г

3-2-8,

J-A/-41 Э-H-f 1

ай

з-п-з

J-/V-