Функциональный преобразователь напряжения в длительность импульса Советский патент 1974 года по МПК H03K7/08 

1

Изобретение может быть использовано в автоматике для реализации функциональнЕПс зависимостей вица: напряжение - длительность импзльса.

Известно устройство для преобразования напряжения в длительность импульса, содержащее элемент сравнения, времязадающую цепь с ключевым транзистором возврата в исходное состояние, триггер с разцельными входами и источник запускающих импульсов, О.ДИН из входов триггера соеданен с источником запускающих импульсов, другой с выходом элемента сравнения, включающего транзистор. База транзистора связана с выходом времязадащей цепи, вход которой через .диод и коллекторно-эмитерный переход клкн чевого транзистора соеданен с шиной нулевого потенциала, а вход ключевого транзистора - с выходом триггера,

Однако такое устройство имеет I сложную конструкцию.

Д71Я упрощения преобразователя база ключевого транзистора. еоед1гае на со средней точкой резистоиногс делителя, через резистор с- иоточ5 НИКОМ питания, пo.дключeнншv к вхо.ду питания времязадающей цепи, и через конденсатор с ИСТОЧНЕКОМ за-пускающих импульсов. Крайние выводы резисторного делителя соединены

0 соответственно с источником преобразуемого напряжения,

Времязадающая цепь содержит по.дключенный к входу питания зарядный резистор и элемент с ьарьи5 руемой структурой, сое.диненыыв с входом времязадающей цепи, выход элемента с варьируемой структ фой по.дключен через разряднЕй диоя к шине нулевого потенциала, а через

разделительный ,диод к выходу времязадающей цепи и к выходному ре зистору, сое.диненному с шиной нулевого потенциала.

На чертеже показана схема предлагаемого преобразователя. | Преобразователь состоит из

сравнивающего I и ключевого 2 транзисторов разного типа проводимости, врегдязадающей цепи 3, соцержащей выходной резистор 4, зарядный резистор 5. разрядный циод ь, разделительный .Еиод 7 и элемент варьируемой структурой резисторного делитедя 9, .диода 10, резисторов

II и 12, конденсатора 13 и иоточвика 14 запускаюодах иглпуяьсов.

Транзистор I сравниваея- преобразуемое напряжение с напряжением на В(х:оде времязадающей цепи 3, и он открыт, если первое из них больше, По.дключением базы ключевого транзистора 2 через резистор II к источнш у питания и к средней точке делителя, сое.динеиного с источником смещения Egf , обеспечивается надежное запирание ключевого транзистора 2 при закрытом сравнивающем транзисторе I и повышается температурная стабильность пре-образоватей,я.

Врег-лязадающая цепь 3 формшэует на выходном резисторе 4 напрякение, уменьшающееся so времегп-гПО некоторому закону, определяющему функциональную связь длительности импульса с преобразуемым напряжением Необхддимыи в конкретном случае закон изменения выходного напряжения Бремязадающей цепи задается схемнш решением элемента с варьируемой стиуктурой, параметрами этого элемента и величинами резисторов 4 и 5. Например, для получения длительности импульса, увеличив ающейся по экспоненциальной зависимости при умоньшенйта преобразуемого напряжения, элемент 8 времязадающей цепи представляет собой конденсатор, емкость которого и величины резисторов 4 и 5 рассчитывают так, чтобы напряжение на выходном резисторе 4 соответствовало заданной зависимости длительности импульса от преобразуем г--о напряжения.

Для предотвращения влияния преобразуемого напряжения на исходное состояние реактивных элементов времязадающей цепи введен разделительный .диод 7, В ждущем режиме .диод смещен в обратном направлении па.дением напряжения на ВЕЛСО.Дном резисторе 4, соз.даваемым током базы сравнивающего транзистора I. Запертым раз.яелительным .диодом 7 реактивные элементы вреглязадающей цепи отключаются от цепей аходного преобразуемого напряжения.

Диод 10 и ключевой транзистор 2 совместно с .шо.цом 6 времяза.дакь щей цепи 3 образуют цепь разря.да реактивных элементов времяза.дающей цепи 3 и управляют ею путем изменения коммутационного состояния мек.ду вхо.дом времяза.дающей цепи ж щиной нулевого потенциала.

Подключением входа времяза.дающей цепи к коллектору ключевого транзистора через .дио.д 10 .достигается независимость перехо.дной характеристики времяза.дающей цепи от параметров ключевого транзистора и .увеличивается крутизна заднего фронта ВЫХО.ДНОГО импульса.

Преобразователь работает еле.дующим образом,

В }к;дущем режиме по.д .действием преобразуемого напряжения, по.цанного на вхо.д устройства, сравнивающий и ключевой транзисторы открыты. Вход времяза.дающей цепи сое.динен с щ:5тной нулевого потенциала. Реактивные элементы времяза.дающей цепи замкнуты через .дио.д 10, ключевой транзистор 2, разря.дный .дио.д 6 разряжены, Раз.делительный .дио.ц 7 закрыт.

От источника 14 запускающий , импульс через кон.денсатор 13 поступает на базу ключевого транзистора 2 и закрывает его. Вход времяза.дающей цепи 3 отключается при этом от шины нулевого потенциала, Всле.дствие броска тока во времяза.дающей цепи на ее выхо.дном резисторе 4 возникает скачок напряжения фиксированной амплитуды, превосхо.дящей по величине преобразуемое напряжение, и сравнивающий транзистор I закрывается.

По окончании запускащего импульса сравниваюирй и ключевой . транзисторы остаются закрытыми, так как к перехо.ду база-эмиттер сравнивающего транзистора приложено обратное напряжение, а потенциал базы ключевого транзистора зафиксирован .делителем из резистора П и резистора .делителя 9, соединенного с источником смещения Е, Оба транзистора закрыты .до тех пор, пока напряжение на выхо.де 5- вре1 лязадающей цепи 3, уменьшающееся с течением времени по за.данному закону, не сравняется с преобразуемым,

О .дальнейшшл незначительным уменьшением выхо.дного напряжения

времяза.дающей цепи приоткрываются транзисторы I и 2, На зарядном ре544зисторе 5 увеш чивается падение напряжения за счет тока, протекающего через .яиод 10 и ключевой транзиотор 2г- Это меньшение вь-ходного напряжения времяза.дающей цепи и еще большее отпирание транзисторов I и 2, Возникает лавинообразный процесс восстановления исходного состояния схемы, в некоторый момент времени которого начинается разряд реактивных элемрнтоЕ врекизадающеи цепи через .диод 10, ключевой транзистор 2 и разрядный .диод 6, Выхо.дное напряжение времяза.дающей цепи изменяет при этом полярность, что ведет к четКОМ. запиранию разделительного а:ио.11а 7 и полному открыванию транзиоторов I и 2. Выходной импульс снимается с коллектора ключевого транзистора, его длительность определяется временем снижения напряжения на выходе времязадающей цепи от максималь ной величины .до напряжения на входе преобразователя, ПРЕдаЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ I. Функциональный преобразователь напряжения в длительность импульса, содержащий ключевой и сравниваю111ий транзисторы разного типа прово.димости, времязадающую цепь, выход которой сое.динен с базой сравнивающего транзистора, а вход через .дио.д и коллекторнозмиттерный переход ключевого транзистора сое.динен сшиной нулевого потенциала, резисторный делитель, резисторы, кон.денсатор и источник запускающих импульсов, отличающийся тем, что, с цеяью упрощения преобразователя, база ключевого транзистора соединена со точкой резисторного делитетья, через резистор с источником питания, подключенным к входу питания вреглязадающей цепи, и через конденсатор с источ.н1шом запускающих импульсов, крайние выводы резисторного .делителя соединены соответственно с источником наппяжения смещения и через э IИттepнo коллекторный переход сравниБаюшего транзистора с источником преобразуемого напряжения. 2. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что врегляза.дающая цепь со.яетзжит-подключенный к вхо.ду питания зарядный резистор и элемент с варьируемой структурой, сое.диненные о входом времяза.дающей цепи, выход элемента с варьируемой структурой по.дключен через разрядный диод к шргне н.-левого потенциала, а через разделительный диод к выхощ времязадаю-цей цепи и к выхо.Еному резистоиУг соединенному с шиной нулевого потенциала.

fnH

М .