Управляемый генератор импульсов Советский патент 1993 года по МПК H03K3/27 H03K3/353 

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к высокочастотным генераторам, работающим в нано- и субнаносе- кундном диапазонах времени, и может быть использовано в радиоэлектронных устройствах и в вычислительной технике.

Целью изобретения является повышение точности регулирования частоты следования импульсов без уменьшения диапазона частот.

На чертеже представлена функциональная схема управляемого генератора импульсов.

Устройство выполнено на трех последовательно включенных вентилях НЕ 1, 2, 3. Выход третьего вентиля подключен к информационному входу вентиля 1, к управляющему входу каждого вентиля 1, 2, 3 подключен полевой транзистор 4, исток которого подключен к общей шине, а затвор - к шине 5 перестройки частоты. Вентили 1,2, 3 выполнены идентично.

Вентиль 1 содержит усилитель-инвертор 6, выполненный на нормально открытом полевом транзисторе с затвором Шоттки с каналом n-типа, исток которого заземлен, а сток через генератор 7 тока, выполненный на полевом транзисторе, подключен к шине 8 положительного напряжения +Е источника питания. Сток транзистора 4 подключен к аноду диодного элемента 9, подключенного катодом к генератору 10 тока, выполненного на полевом транзисторе и подключенного затвором и истоком к шине отрицательного напряжения источника 11 питания -Е. Выход генератора может быть образован выходом любого вентиля 1, 2, 3, на чертеже выход указан с вентиля 3.

Устройство работает следующим образом.

Когда на шине регулировки частоты Uynp « -2 В, транзистор 4 закрыт, схема генератора обращается в обычный кольцевой генератор с фиксированной частотой гене00

Ј VI ел

со

рации, выполненный на логических вентилях НЕ, который формирует импульсы с частотой f0-1/2N - Тзсе .

. При увеличении напряжения Uynp транзистор 4 приоткрывается и закорачивает на землю часть тока, идущего на заряд емкости транзистора б через диодный элемент 9.

При уменьшении тока заряда увеличивается время переключения и, следовательно, уменьшается генерируемая частота, когда транзистор 4 полностью открыт (Uynp 0), частота минимальна. Для того, чтобы полностью открытый транзистор 4 не блокировал работу генератора, ширина канала транзистора 6 взята в несколько раз большей ширины канала транзистора 4. Ток разряда идет по неуправляемой цепи, через транзистор 10 в цепи смещения.

Для доказательства технико-экономических преимуществ генератора были проведены испытания экспериментальных образцов.

Экспериментальные образцы генератора были изготовлены из эпитаксиально- и ионоимплантированных арсенидогаллие- вых структур n-типа с концентрацией основных носителей тока N - (1-2) -1017 см в зктивном слое толщиной 0,15-0,2 мкм в виде интегральных схем, Ширина каналов (W) полевых транзисторов с затвором Шоттки: Л/4 5, We 20, Wy 20 и Wio 5 мкм,

0

5

0

5

0

Исследование параметров экспериментальных образцов схем доказали достижимость поставленной цели: коэффициент перестройки частоты Кл fwaKc/fMvw 20-30, т.е. на уровне прототипа, 1 ГГц; нелинейность перестройки частоты в диапазоне 0,3-1 ГГц была сопоставима с погрешностью измерений на стробоскопическом осциллографе типа С1-91/4.

Формула изобретения Управляемый генератор импульсов, содержащий три последовательно соединенных и замкнутых в кольцо инвертора, каждый из которых состоит из усилителя-инвертора на полевом транзисторе, исток которого заземлен, сток через генератор тока подключен к источнику питания и через последовательно соединенные диодный элемент и дополнительный генератор тока на полевом транзисторе, сток которого образует выход вентиля, подключен к дополнительному источнику питания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования частоты без уменьшения диапазона частоты следования импульсов, в него введены включенные между стоком каждого соответствующего транзистора усилителя и общей шиной полевые транзисторы, затворы которых образуют управляющий вход генератора, при этом затвор дополнительного генератора тока объединен с истоком.

Использование: в импульсной и вычислительной технике. Цель-повышение точности регулирования частоты без уменьшения диапазона частоты следования импульсов. Сущность изобретения: устройство содержит три вентиля, три полевых транзистора, шину перестройки частоты. Каждый вентиль содержит усилитель-инвертор два генератора тока, шину положительного напряжения источника питания, диодный элемент, шину отрицательного напряжения источника питания, 1 ил.