Выходной ключевой каскад импульсного усилителя Советский патент 1992 года по МПК H03K5/02 

фиг.1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам усиления электрических сигналов.

Цель изобретения - уменьшение потребляемой мощности.

На чертеже изображена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Выходной ключевой каскад импульсного усилителя содержит элемент НЕ 1, составной транзистор 2, первый 3 и второй 4 элементы И-НЕ; входную шину 5, первый б, второй 7 и третий 8 элементы задержки; первый резистор 9; шину питания 10; общий провод 11, первый 12, второй 13, третий 14, четвертый 15, пятый 16 и шестой 17 элементы коммутации; первый 18, второй 19 и третий 20 конденсаторы; второй резистор 21; первый 22 и второй 23 элементы И.

Устройство работает следующим образом (фиг. 2).

В исходном состоянии при наличии на входной шине 5 сигнала О на входах элемента НЕ 1, первого 3 и второго 4 элементов И-НЕ формируется сигнал с высоким уровнем, Выходные транзисторы элемента НЕ 1, первого 3 и второго 4 элементов И-НЕ закрыты, следовательно, составной транзистор 2 открыт. На прямые входы первого 22 и второго 23 элементов И поступают сигналы уровнем О, поэтому на входах первого 22 и второго 23 элементов И также формируется сигнал уровнем О. Следовательно, первый 12, второй 13, третий 14 и четвертый 15 элементы коммутации, разомкнуты, а пятый и шестой элементы коммутации замкнуты. Первый 18, второй 19 и третий 20 конденсаторы, соединенные последовательно, заряжены до напряжения питания. При поступлении на входную шину сигьала Г на выходе элемента НЕ 1 формируется сигнал О, пятый 16 и шестой 17 элементы коммутации размыкаются. Спустя эремя задержки на выхоце второго элемента И 23 формируется сигчял уровнем 1, который поступает на управляющие входы первого 12,второго 13, третьего 14 и четвертого 15 элементов коммутации. Происхол т их замыкание. В результате этого пепзый контакт первого конденсатора 18 ( -.ерхняя обкладка конденсатора 18) ючится к общему проводу 11. Второй контакт первого конденсатора 18 и первый контакт второго конденсатора 19 через второй элемент коммутации 13 подключается к третьей базе составного транзистора 2. Второй контакт второго конденсатора 19 и первый контакт третьего конденсатора 20 через третий элемент коммутации 14 подключится к второй базе составного транзистора 2 Второй контакт третьего конденсатора 20 через четвертый элемент коммутации 15 подключится к первой базе составного транзистора 2. Так как первый 18, второй 19 и третий 20 конденсаторы были предварительно заряжены (до изменения уровня входного сигнала) до напряжения на шинах питания 10, 11, причем положительная полярность напряжения имеется на первых (верхних фиг. 1)

0 контактах первого 18, второго 19 и третьего 20 конденсаторов, а отрицательная - на вторых контактах первого 18, второго 19 и третьего 20 конденсаторов, то к каждому переходу база - эмиттер составного транзи5 стора 2 на время переходного процесса (фиг, 2е) прикладывается запирающее напряжение. Запирающее напряжение способствует ускоренному рассасыванию объемного заряда в базовых областях со0 ставного транзистора 2. Это способствует уменьшению длительности фронта импульса и уменьшению потребляемой мощности. После этого через второй элемент задержки 7 поступит сигнал 1 на вторые входы пер5 вого 3 и второго 4 элементов И-НЕ. На выходе первого 3 и второго 4 элементов И-НЕ установятся сигналы с уровнем О На коллекторе составного транзистора 2 установится высокий уровень напряжения На

0 управляющие входы первого 12. второго 13, третьего 14 и четвертого 15 элементов коммутации поступят сигналы на их размыкание. Спустя время задержки на управляющие инверсные входы пятого 16 и

5 шестого 17 элементов коммутации поступят сигналы на их замыкание. Происходит зарядка до напряжения питания первого 18, BTopjro 19 и третьего 20 конденсаторов. Таким образом, коммутирование на

0 время переходного процесса обратного на- пряжэния, приложенного к переходам база - эмиттер составного транзистора 2 позволяет уменьшить время рассасывания объемного заряда в базовых областях составного

5 транзистора как минимум, в десять раз,что позволяет уменьшить длительность фронта примерно в 3 раза. Во столько же раз уменьшается потребляемая мощность Формула изобретения

0Выходной ключевой каскад импульсного усилителя, содержащий первый и второй элементы задержки, элемент НЕ. вход которого соединен с в ходной шиной, составной транзистор, выходы которого соответствен5 но соединены с общей шиной и выходной шиной, первый резистор и первый и второй элементы И-НЕ, первые входы которых соединены с входной шиной а второй вход второго элемента И-НЕ подключен к выходу второго элемента задержки выходы элемента НЕ, первого и второго элементов И- НЕ соединены с соответствующими базами составного транзистора, а выход элемента НЕ через первый резистор подключен к шине питания, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности, дополнительно введены третий элемент задержки, первый, второй и третий конденсаторы, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой элементы коммутации, причем выход первого элемента задержки соединен с входом второго элемента задержки и прямым входом второго элемента И, выход второго элемента задержки подключен к второму входу первого элемента И-НЕ, входу третьего элемента задержки и инверсному входу второго элемента И, выход третьего элемента задержки подключен к инверсному входу первого элемента И, прямой вход первого элемента И подключен к входной шине, выход первого элемента И соединен с инверсными управляющими входами пятого и шестого элементов коммутации, выход второго элемента И

соединен с прямыми управляющими входами первого, второго, третьего и четвертого элементов коммутации, вход первого и выход шестого элемента коммутации подключены к общей шине, вход второго элемента коммутации подключен к третьей базе составного транзистора, вход третьего элемента коммутации подключен к второй базе составного транзистора, вход четвертого

элемента коммутации подключен к первой базе составного транзистора, выход первого элемента коммутации соединен с первым выводом первого конденсатора и входом пятого элемента коммутации, выход которого соединен с общим проводом, второй вывод первого конденсатора соединен с выходом второго элемента коммутации и первым выводом второго конденсатора, второй вывод которого подключен к выходу

третьего элемента коммутации и первому выводу третьей конденсатора, второй вывод которого соединен с выходом четвертого элемента коммутации и входом шестого элемента коммутации.

Изобретение относится к электронике, в частности к устройствам усиления электрических сигналов. Цель изобретения - уменьшение потребляемой мощности. Устройство содержит элемент НЕ 1,составной транзистор 2, первый и второй элементы И-НЕ 3,4, входную шину 5, первый, второй и третий элементы задержки 6,7 и 8, первый резистор 9, шину питания 10, общий провод 11, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой элементы коммутации 12 - 17, первый, второй и третий конденсаторы 18, 19, 20, второй резистор 21, первый и второй элементы И 22,23. Потребляемая мощность снижается за счет уменьшения времени рассасывания объемного заряда в переходах база-эмиттер составного транзистора. 2 ил. 1 п ф-лы

Вх а

6 8

г

д

f

Вых