ГЕНЕРАТОР ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ Советский патент 1974 года по МПК H03K3/35 H03K4/00 

1

Изобретение относится к импульсной технике.

Известен генератор прямоугольных импульсов, содержащий времязадающий конденсатор, включенный последовательно с токостабилизирующим зарядным каскадом, и разрядный каскад.

Однако известный генератор имеет ограниченный диапазО регулировки скважности импульсов и зависимость частоты повторения импульсов от длительности импульсов.

Целью изобретения является расширение диапазона регулировки скважности импульсов, обеспечение взаимонезависимости регулировок длительности выходных импульсов и их частоты повторения.

Для этого к аноду кремниевого одностороннего ключа подсоединены катоды двух диодов, анод одного диода соединен с одним из времязадающих конденсаторов, анод второго диода соединен со вторым времязадающим конденсатором и базой транзистора, включенного по. схеме с общим эмиттером, управляющий же электрод кремниевого одностороннего ключа соединен через резистор с положительным полюсом источника питания, а через стабилитроны - с соответствующими эмиттерами транзисторов токостабилизирующих каскадов.

Изобретение пояснено чертежами.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема генератора прямоугольных импульсов; на фиг. 2 - эпюры напряжения на элементах схемы.

Генератор прямоугольных импульсов содержит времязадающие конденсаторы I и 2, включенные между источником отрицательного напряжения i и коллекторами транзисторов 3 и 4 соответственно, являющихся токостабилизирующими зарядными каскадами.

Между эмиттером транзистора 3 и положительным полюсом источника питания Е включен резистор 5, а между эмиттером транзистора 4 и этим же полюсом источника питания включен резистор 6. Резисторы 5 и 6 могут быть переменными, в том числе и компонентами с переменным сопротивлением, управляемым напряжением (например полевыми транзисторами).

К базе транзистора 3 прикладывается управляющее паиряжение Uynp . а к базе транзистора 4 - управляющее напряжение Uynp Конденсатор 1 через диод 7 связан с анодом кремниевого одностороннего ключа 8, а конденсатор 2 через диод 9 связан с анодом кремниевого одностороннего .ключа 8, причем к аноду ключа 8 подсоединены катоды диодов 7, 9. К конденсатору 2 подсоединена также база транзистора 10, коллекторной нагрузкой которого является резистор 11. Управляющий электрод кремниевого одностороннего ключа 8 через резистор 12 соединен с положительным полюсом источника питания , через стабилитрон 13 - с эмиттером транзистора 3 и через стабилитрон 14 - с эмиттером транзистора 4, причем к управляющему электроду подсоединены аноды стабилитронов 13, 14. Катод кремниевого одностороннего ключа 8 соединен с отрицательным полюсом источника питания EI. Генератор работает следующиМ образом. После включения питающих и управляющих напряжений конденсаторы 1 и 2 заряжаются коллекторными токами транзисторов 3 и 4 соответственно. При этом напряжения на конденсаторах растут (см. фиг. 2, эпюра f/c), а напряжение на управляющем электроде кремниевого одностороннего ключа 8 относительно его катода фиксировано и близко к С/п - напряжению отпирания (переключения), благодаря стабилизирующим свойствам перехода управляющий электрод-катод кремниевого одностороннего ключа (эпюра f/A), так как через этот переход протекает ток, который определяется сопротивлением резистора 12.

До тех пор, пока напряжение на конденсаторе 1 не достигнет значения f/n, диоды 7 и 9, а также стабилитроны 13 п 14 закрыты. Вместе с тем, пока напряжение на конденсаторе 2 не превысит напряжение EI, транзистор 10 закрыт и напряжение на его коллекторе равно (см. фиг. 2, эпюру и Б ).

Для нормальной работы генератора необходимо, чтобы и чтобы где Та - время заряда конденсатора 2 до i - момента открывания транзистора 10, а TI - время заряда конденсатора 1 до -4 - момента открывания кремниевого одностороннего ключа 8.

При соблюдении этих условий в момент i транзистор 10 открывается и напряжение на его коллекторе скачком снижается практически до нуля. После этого напряжение на конденсаторе 1 продолжает возрастать и в момент /2 превосходит Un, вследствие чего диод 7 и кремниевый односторонний ключ 8 открываются. Открывание кремниевого одностороннего ключа 8 происходит лавинообразно, поэтому конденсаторы 1 и 2 быстро разряжаются через него и диоды 7 и 9 соответственно. При этом на управляющем электроде кремниевого одностороннего ключа 8 напряжение скачкообразно снижается до вследствие чего стабилитроны 13 и 14 открываются, что вызывает снижение напряжения на эмиттерах транзисторов 3 и 4 соответственно и закрывание этих транзисторов.

Благодаря этому после момента tz в анод кремниевого одностороннего ключа 8 течет только ток разряда конденсаторов 1 и 2, который быстро снижается и к .моменту з достигает удерживающего тока /уд, поэтому кремниевый односторонний ключ 8 закрывается. К этому моменту конденсаторы 1 и 2 успевают разрядиться.

Разряд конденсатора 2 непосредственно после момента /г вызывает скачкообразное закрывание транзистора 10, вследствие чего напряжение на его коллекторе вновь принимает значение . Закрывание кремниевого одностороннего ключа 8 в момент вызывает скачкообразное повышение напряжения на его управляющем электроде и аноде, поэтому диоды 7 и 9, а также стабилитроны 13 и 14 закрываются, а транзисторы 3 и 4 открываются, благодаря чему конденсаторы 1 и 2 снова начинают заряжаться. Далее процессы периодически повторяются. При этом каждый период в течение разряда кодненсаторов 1 и 2 и заряда конденсатора 2 на коллекторе транзистора 10 вырабатываются положительные прямоугольные импульсы, период повторения которых Т равен сумме времени заряда конденсатора 1 TI и времени разряда конденсаторов 1 и 2 Тр, т. е. r Ti+Tp, а длительность которых Гз Тр+Т2 (см. фиг. 2, эпюру Us)Па управляющем электроде кремниевого одностороннего ключа 8 с этим же периодом повторения вырабатываются отрицательные прямоугольные импульсы длительностью Тр (см. фиг. 2, эпюру UA).

Изменяя управляющее напряжение /7упр, или сопротивление резистора 5, можно в щироких пределах регулировать ток заряда конденсатора 1, а значит и частоту повторения еыходпых импульсов, не оказывая влияния па их длительность.

Изменяя управляющее напряжение или сопротивление резистора 6, можно в щироких пределах регулировать ток заряда конденсатора 2, а значит и длительность выходных импульсов на коллекторе транзистора 10, не оказывая влияния на их частоту повторения.

Закрывание транзисторов 3 и 4 во время разряда конденсаторов 1 и 2 при помощи стабилитронов 13 и 14 позволяет расщирить диапазон регулировки длительности и частоты повторения выходных импульсов, так как обеспечивает закрывание кремниевого одностороннего ключа 8 при зарядных токах, даже значительно превышающих /уд.

Предмет изобретения

Генератор прямоугольных импульсов, содержащий два времязадающих конденсатора, которые включены последовательно с токостабилизирующими зарядными каскадами на транзисторах, и разрядный каскад на кремниевом одностороннем ключе, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулировки скважности импульсов, обеспечения взаимонезависимости регулировок длительности выходных импульсов и их частоты повторения, к аноду кремниевого одностороннего ключа подсоединены катоды двух диодов, анод одного диода соединен с одним из времязадающих конденсаторов, анод второго диода соединен со вторым времязадающим конденсатором и базой транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, управляющий же электрод кремниевого одностороннего ключа соединен через резистор с положительным нолюсом источника нитания, а через стабилитроны - с соответствующими эмиттерами транзисторов токостабилизирующих каскадов.

Uijnp г