Генератор пачек импульсов Советский патент 1974 года по МПК H03K3/64 

1

Изобретение относится к импульсным генераторам и может быть использовано в качестве преобразователя аналогового напряжения в код.

Известен генератор пачек импульсов, содержащий времязадающую : С-цепь, разрядный триггер на двух транзисторах с общим эмиттерным сопротивлением, дополнительный транзистор и источник управляющего напряжения, в котором средняя точка соединения времязадающего резистора и одной обкладки времязадающего конденсатора соединена с базой входного транзистора триггера.

Недостаток известного генератора пачек импульсов состоит в том, что для регулирования числа импульсов в пачке необходимо соответствующее изменение длительности управляющих импульсов, что обуславливает включение в устройство дополнительных блоков формирователей, усложняющих устройство.

С целью обеспечения регулирования количества импульсов в пачке в предлагаемом генераторе коллектор дополнительного транзистора соединен со второй обкладкой времязадающего конденсатора, база через резистор - с источником управляющего напряжения, эмиттер - с общей щиной, а параллельно переходам коллектор-база и база-эмиттер включены конденсаторы.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого генератора; на фиг. 2 - форма выходного напряжения генератора; на фиг. 3 - изменение напряжения на обкладках времязадающего конденсатора; на фиг. 4- форма напряжения на базе входного транзистора триггера.

Генератор пачек импульсов (фиг. 1) содержит времязадающую КС-цепь, образованную резистором 1 и конденсатором 2, разрядный триггер на транзисторах 3, 4 с общим эмиттерным сопротивлением 5 и резистором 6 в коллекторной цепи входного транзистора, дополнительный транзистор 7, резистор 8, один вывод которого подключен к базе дополнительного транзистора, а другой соединен с источником управляющего напряжения, и конденсаторы 9, 10. База входного транзистора 3

триггера подсоединена к точке соединения резистора 1 времязадающей L/ C-цепи и одной обкладки конденсатора 2 этой же цепи; вторая обкладка конденсатора 2 соединена с коллектором дополнительного транзистора 7, эмиттер которого соединен с общей щиной, а параллельно переходам коллектор-база и базаэмиттер включены конденсаторы 9, 10 соответственно. Генератор пачек импульсов работает следующим образом.

После включения напряжения источника питания транзистор 3 закрыт, а транзистор 4 открыт, на его выходе будет высокий уровень напряжения (участок АБ на фиг. 2), равный вых, , где /э.т. - эмиттерный ток транзистора 4, R - сопротивление резистора 5.

Времязадающий конденсатор 2 заряжается по цепи: резистор 1-переход коллектор-база транзистора 7 - резистор 8 - источник управляющего напряжения.

Транзистор 1 при этом открыт и включен инверсно, ток заряда проходит и по цепи коллектор-эмиттер этого транзистора. Одновременно происходит и заряд конденсатора 9, 10, емкость каждого из которых выбирается примерно на порядок меньше емкости конденсатора 2.

По мере заряда конденсатора 2 (фиг. 3) напряжение на базе транзистора 3 увеличивается и достигает порога отпирания t/nopi (фиг. 4), равного (/Bbixi +Ua.6.T, , где /э.б.тз -напряжение перехода эмиттер-база трапзистора 3, приблизительно С/9.б.тз 0,5 В. За счет положительной обратной связи между транзисторами 3 и 4 происходит лавинообразный процесс, транзистор 4 закрывается, а транзистор 3 открывается, и на выходе формируется низкий уровень напряжения, равный f/Bb,x, /э.тз , где /э.тз -эмиттерный ток транзистора 3.

Верхняя обкладка конденсатора 2 через переход эмиттер-база открытого транзистора 3 и резистор 5 оказывается подключенной к эмиттеру транзистора 7 и нижней обкладке конденсатора 10, поэтому транзистор 7 закрывается, а разрядный ток конденсатора 2, протекая через конденсаторы 9 и 10, перезаряжает их так, что верхние по схеме обкладки конденсаторов заряжаются отрицательно. Но так как конденсаторы 9 и 10 включены последовательно с конденсатором 2, напряжение на базе транзистора 3 достигает порога запирания порг f/Bbix, +С/э.б.тз (фиг. 4), и он закрывается, а поскольку емкость конденсатора 2 больше емкости конденсаторов 9 и 10, то за время их перезаряда напряжение на обкладках конденсатора 2 уменьшается на величину AU (фиг. 3). На выходе генератора снова появляется высокий уровень напряжения (точка а на фиг. 2). Теперь транзистор 7 напряжением на конденсаторе 9 удерживается закрытым на время большее, чем требуется для перезаряда конденсатора 10, а от источника управляющего напряжения происходит перезаряд конденсатора 10. Конденсатор 2 практически не разряжается, так как транзистор 7 закрыт, а величина сопротивления резистора 1 намного больше сопротивления резистора 5. В процессе заряда конденсатора 10 напряжение на базе транзистора 3 увеличивается (фиг. 4), снова достигая порога отпирания. Транзистор 3 открывается и на выходе устанавливается низкий уровень напряжения ( точка б на фиг. 2).

Процесс повторяется - напряжение на обкладках конденсатора 2 снова уменьшается на величину AU, которая при заданных значениях емкости конденсаторов 9 и 10 остается постоянной. Происходит генерация импульсов на участке БВ (фиг. 2). Когда сумма падений напряжений еД(У на обкладках конденсатора 2 за счет периодического перезаряда конденсатора 10 превысит величину управляющего напряжения, до которого может зарядиться конденсатор 10, напряжение на базе транзистора 3 не сможет достичь потенциала отпирания, и генерация импульсов на участке БВ прекращается. Транзистор 3 остается

закрытым после очередного заряда конденсатора 10 от источника управляющего напряжения (точка в на фиг. 2). Следовательно, транзистор 3 на участке БВ открывается t/ynp/ /AL-раз, а число импульсов на участке БВ

равно t/ynp/AL-1.

Конденсатор 9 разряжается, транзистор 7 открывается и начинается заряд конденсатора 2 (участок ВГ на фиг. 2).

После достижения на базе транзистора 3 потенциала отпирания этот транзистор отпирается и начинается новый период автоколебательного режима. Число импульсов в периоде автоколебательного процесса равно

/г У„р/Д.

где п. - число импульсов малой длительности плюс один импульс большой длительности, обусловленный зарядом конденсатора 2. Измепение управляющего напряжения изменяет количество импульсов в периоде Т автоколебательного процесса.

Величина AU определяется потерей энергии конденсатора 2 при перезаряде конденсаторов

9 и 10 и численно равна тому изменению напряжения на конденсаторе 2, которое тратится на этот перезаряд, т. е. величина AU определяется как

(ВЫХ. вых, )

Ct

где с - емкость конденсатора 9, равная емкости конденсатора 10; Cz - емкость конденсатора 2.

Длительность TI (фиг. 2) равна времени, в

течение которого конденсатор 10 заряжается

от источника управляющего напряжения (Уупр,

T), где -сопротивление резистора 8.

Время Т2 можно определить, если допустить, что , а в процессе перезаряда конденсаторов 9 и 10 их ток перезаряда - есть величина постоянная. Тогда

., (вш.,)

BbiXi -вых,

Длительность тз участка В Г равна времени, в течение которого конденсатор 2 восполняет

заряд, затраченный на участке БВ при генерации импульсов малой длительности. Напряжение на конденсаторе 2 должно увеличиться на величину . После ряда преобразований

получим

д., , Е - и

уцр

т, , In -р-

i/...

- сопротивление резистора 1, Е - напряжение источника питания.

Период автоколебательного процесса Г:(/г-1)т, + «т, + т,

Таким образом, генератор пачек импульсов работает в автоколебательном режиме и генерирует число импульсов, определяемое величиной внешнего управляющего напряжения

С/упр.

б

Предмет изобретения

Генератор пачек импульсов, содержащий времязадающую / С-цепь, разрядный триггер

на транзисторах с общим эмиттерным сопротивлением, причем средняя точка между времязадающим резистором и одной обкладкой времязадающего конденсатора соединена с базой входного транзистора триггера, дополнительный транзистор и источник управляющего напряжения, отличающийся тем, что, с целью регулирования количества импульсов в пачке, коллектор дополнительного транзистора соединен со второй обкладкой

времязадающего конденсатора, база через резистор- с источником управляющего напряжения, эмиттер - с общей щиной, причем параллельно переходам коллектор-база и базаэмиттер включены конденсаторы.

24

+

8ь1хо2