Формирователь импульсов Советский патент 1993 года по МПК H03K5/12 

Изобретение относится к импульсной и радиоизмерительной технике и предназначено для использования в контрольно-измерительном оборудовании, в частности в системах контроля, испытания интегральных схем.

Целью изобретения является расширение области использования за счет формирования программируемых уровней положительной полярности в широком диапазоне частот и напряжений.

На чертеже представлена структурная схема формирователя импульсов.

Устройство содержит логический блок 1, первый и второй транзисторы 2 и 3, дифференциальный усилитель 4, источник 5 тока, первый и второй резисторы 6 и 7, первый и второй конденсаторы 8 и 9, первый и второй делители 10 и 11, первый и второй МДП- транзисторы 12 и 13, первый и второй программируемые источники 14 и 15. Дифференциальный усилитель 4 может быть выполнен на транзисторах 16-18 и резисторах 19-23. Источник 5 тока может быть выполнен на транзисторе 24 и резисторах 25-27. Первый и второй делители 10 и 11 состоят из последовательно соединенных резисторов 28, 29 и 30, 31 соответственно. Вход логического блока 1 является входом 32 устройства. Первый и второй выходы логического блока 1 соединены с базами соответственно первого и второго транзисторов 2 иЗ, эмиттеры которых соединены соответственно с первым и вторым входами дифференциального усилителя 4, первыми выводами первого резистораб, первого конденсатора 8 и соответственно второго резистора 7 и второго конденсатора 9. Первый и второй выходы дифференциального усилителя 4 соединены с первыми выводами соответсвенно первого и второго дели; телей 10 и 11, вторые выводы которых соединены с затворами соответственно первого и второго МДП-транзисторов 12 и 13. Исток первого и сток второго МДП-транзисторов 12 и 13 соединены между собой и являются выходом 33 формирователя импульсов. Сток первого и исток второго МДП- транзисторов 12 и 13 соединены с первыми выводами соответствующих программируемых источников 14 и 15, вторые выводы которых соединены с общим проводом. Выводы питания логического блока 1 соединены соответственно с общим проводом и источником отрицательного напряжения. Первый вывод питания дифференциального усилителя 4 соединен с источником положительного напряжения, а его второй вывод питания - с источником отрицательного напряжения, третьими выводами первого и второго делителей 10 и 11 и первым выводом источника 5 тока, второй вывод которого соединен с вторыми выводами первых и вторых резисторов 6,7 и конденсаторов 8,9. Транзисторы 16,17 дифференциального усилителя 4, коллекторы которых через ре- 5 зисторы 20,21 соединены с источником положительного напряжения, соединены эмиттерами с коллектором транзистора 18, база которого соединена с первыми выводами резисторов 22 и 23. Второй вывод рези0 стора 23 соединен с общим проводом. Эмиттер транзистора 18 соединен с первым выводом резистора 21, второй вывод которого соединен с вторым выводом резистора 22 и источником отрицательного напряже5 ния. В источнике 5 тока база транзистора 24 соединена с первым выводом резистора 25, второй вывод которого соединен с общим проводом и первым выводом резистора 26, второй вывод которого соединен с первым

0 выводом резистора 27 и источником отрицательного напряжения. Второй вывод резистора 27 соединен с эмиттером транзистора 24. Первые выводы резисторов 28,29 и 30,31 соединены между собой попарно. Вторые

5 выводы резисторов 29 и 31 соединены с источником отрицательного напряжения.

Устройство работает следующим образом,

С помощью программируемых источни0 ков 14,15 задается соответственно верхний и нижний уровень выходного напряжения. Для передачи этих уровней в нагрузку служат ключи на МДП-транзисторах 12,13, которые открываются противофазными

5 импульсами с выходов дифференциального усилителя 4. С целью улучшения формы формируемых на выходе сигналов, компенсации неидентичности транзисторов дифференциального усилителя 4 с помощью

0 делителей 10,11 на затворах первого и второго МДП-транзисторов 12 и 13 задаются некоторые смещения (которые могут различаться по величине). Транзисторы 2 и логический блок 1 могут быть выполнены на

5 основе базового элемента серии К 500, в котором выходные сигналы противофазны (Справочник по интегральным схемам./Под ред. Б.В.Тарабрина. - М.: Энергия, 1980, с.309). В этом случае достигается высокое

0 быстродействие, свойственное ЭСЛ-эле- ментам, а также вносится минимальная задержка в передаваемые сигналы.

Изменяя ток источника 5 тока, можно изменять фронты формируемых устройст5 вом импульсов.

Устройство может работать и в статическом режиме. В этом случае на вход 32 устройства задается уровень логической 1 или О, а на выходе 33 формируется напря жение, задаваемое соответственно первым

или вторым программируемыми источниками 14 и 15.

Заявляемое устройство действительно позволяет реализовать поставленную цель. Схемотехническое решение формирователя импульсов обеспечивает двухполярное включение дифференциального усилителя, что позволяет получать на выходе устройства импульсы положительной полярности.

Формирование программируемых уровней положительной полярности возможно в широком диапазоне частот. Это обеспечивается следующими обстоятельствами.

Изменяемые причем взаимонезависимо, уровни формируемого устройством сигнала передаются в нагрузку быстродействующими ключами на МДП-транзисторах.

.Между входом и выходом устройства имеется минимальное число каскадов, что обеспечивает минимальную задержку сигнала.

Изменение крутизны формируемых импульсов осуществляется в первом слаботочном каскаде при весьма малом (менее 1 В) относительно друг друга изменении уровней напряжения на эмиттерах первого и второго транзисторов. Это предопределяет высокую крутизну формируемых импульсов и возможность управления этой крутизной по цепям постоянного тока, т.е. минимизируются задержки и паразитные емкости,

Введение делителей (резисторы которых подбираются при регулировке) обеспечивает возможность минимизации влияния ключей на МДП-транзисторах друг на друга, т.е. исключить одновременное включенное состояние обоих транзисторов.

Устройство обеспечивает формирование на выходе импульсов большой амплитуды, достаточной для перезаряда входных емкостей МДП-транзисторов, что обеспечивает широкий диапазон выходных напряжений, причем с высокой точностью.

В устройстве можно использовать МДП-транзисторы типа КП 905, которые предназначены для работы на частотах до 1500 МГц при максимальном постоянном напряжении сток-исток 60 В и выходной мощности до 1,0...1,4 Вт (справочные данные). Для получения высокого быстродействия и, следовательно, обеспечения работы устройства в широком диапазоне частот в качестве транзисторов 16, 17, 18 и 24 могут быть использованы биполярные транзисторы n-типа. Транзисторы 2,3 и логический блок 1 могут быть выполнены на основе базового элемента серии К 500.

Формула изобретения

Формирователь импульсов, содержащий дифференциальный усилитель, источник тока, первый вывод которого соединен с источником отрицательного напряжения, первый конденсатор, первый и второй транзисторы, коллекторы которых соединены с общим проводом, а эмиттеры - с соответствующими входами дифференциального усилителя, отличающийся тем, что, с целью расширения области использования путем

формирования программируемых уровней положительной полярности в широком диапазоне частот и напряжений, в него введены первый и второй делители, первый и торой программируемые источники, логический

блок, источник положительного напряжения, первый и второй МДП-транзисторы, первый и второй резисторы, второй конденсатор, причем первые выводы первых резистора и конденсатора соединены с

эмиттером первого транзистора, первые выводы вторых резистора и конденсатора соединены с эмиттером второго транзистора, вторые выводы первых и вторых резисторов и конденсаторов соединены с вторым выводом источника тока, базы первого и второго транзисторов соединены с соответствующими выходами логического блока, вход которого является входом формирователя импульсов, а его первый и второй выводы

питания соединены соответственно с общим проводом и источником отрицательного напряжения, первый и второй выходы дифференциального усилителя соединены с первыми выводами соответственно первого

и второго делителей, вторые выводы которых соединены с затворами соответственно первого и второго МДП-транзисторов, исток первого и сток второго МДП-транзисторов соединены между собой и являются выходом формирователя импульсов, сток первого и исток второго МДП транзисторов соединены с первыми выводами соответствующих программируемых источников, вторые выводы которых соединены с общим

проводом, первый вывод питания дифференциального усилителя соединен с источником положительного напряжения, а его второй вывод питания -с источником отрицательного напряжения и с третьими выводами первого и второго делителей.

Изобретение относится к импульсной и радиоизмерительной технике и предназначено для использования в контрольно-измерительном оборудовании, в частности в системах контроля, испытания интегральных схем. Цель изобретения - расширение области использования за счет формирования программируемых уровней положительной полярности в широком диапазоне частот и напряжений. В устройстве выходы логического блока 1 через резисторы 6,7, зашунтированные конденсаторами 8,9, подключены к источнику 5 тока. Выходной каскад состоит из первого и второго МДП-транзисторов 12 и 13, первого и второго программируемых источников 14 и 15 и первого и второго делителей 10 и 11. Устройство содержит также дифференциальный усилитель 4, источник 5 тока, соединенный с источником отрицательного напряжения, первый и второй биполярные транзисторы 2 и 3, коллекторы которых соединены с общим проводом, а эмиттеры - с соответствующими входами дифференциального усилителя 4, источник положительного напряжения. 1 ил,