Генератор пилообразного напряжения Советский патент 1976 года по МПК H03K4/502 

(54) ГЕНЕРАТОР ПИЛООБРАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

1

Изобретение относится к импульсной технике и может найти применение в прецизионных формирователях линейных фронтов наносекундного и микросекундного временных диапазонов.

Известны генераторы пилообразного напряжения, содержащие транзисторный ключ, управляемый источник тока, выход которого подключен к накопительному конденсатору, диод включенный между выходом транзисторного ключа и одной из обкладок накопительного конденсатора и осуществляющие фиксацию нулевого уровня сигнала на выходе.

Известные генераторы пилообразного

нагряжения имеют невысокую стабильность уровня выходного напряжения и недостаточно высокое быстродействие, обусловленное, в частности, работой транзисторных ключей в насыщенном режиме.

Целью изобретения является стабилизация уровня выходного напряжения и повыщение быстродействия.

С этой целью в генератор пилообразного напряжения введены дополнительный управ-

ляемый источник тока противоположной полярности, выход которого присоединен ко входу транзисторного ключа, дополЕштель- ный диод, анод которого подключен к обще точке источников тока, а катод - ко входу транзисторного ключа, и резистор, включенный между входами управляемых источников тока.

На чертеже изображена принципиальная схема генератора, пилообразного напряжения.

Он содержит ключевой транзистор 1 типа проводимости, эмиттер которого через резистор 2 подключен к источнику постоянного положительного напряжения и одновременно к катоду импульсного диод 3, анод которого соединен через накопи тельный конденсатор 4 с общей щиной и непосредственно - с выходной клеммой. Одновременно к аноду упомянутого импульсного диода подключен выход управляемого источника тока 5, вход которого через переменный резистор 6 соединен со входом идентичного источника тока 7 противоположной полярности, выход кото-

рого одновременно подключен к базе упомянутого транзистора 1. и к катоду им пулБсного диода 8. Анод последнего подсоединен к общей шине, базе указанного выше транзистора 1 через резистор 9 со входной клеммой, а коллектор подключен к источнику отрицательного напряжения пита НИН.

Устройство работает следующим образом Поскольку входы управляемых источнико тока 5 и 7 включены последовательно через переменный резистор 6, входной ток является для них общим.

Основные свойства используемых управляемых источников тока заключаются в следующем: малое входное сопротивление {десятки ом), большое выходное сопротивление (сотни ком), I входа 1 выхода в широком динамическом диапазоне.

Следовательно, выходные токи источнико 5 и 7 будут одинаковы, причем это равенство сохраняется при любом положении движка переменного резистора 6.

До поступления входного сигнала выходной ток источника 5 протекает по диоду 3 и создает на нем падение напряжения /. Выходной ток источника 7 вследствие того что сопротивление резистора 9 выбирается достаточно больщим, почти полностью поступает на диод 8 и вызывает на нем паде ние напряжения той же величины 1/Э

Благодаря тому, что транзистор 1 включен по схеме с общим коллектором и имеет коэффициент усиления по напряжению близкий к единице, потенциал на его эмиттере. отслеживает потенциал базы, равный V Выходной потенциал складывается из напряжения на эмиттере транзистора 1 и падения на диоде 3: Убыл --Vd+ :

Таким образом, выходной потенциал поддерживается на нулевом уровне при любых положениях движка переменного резистора б, т. е. во всем диапазоне регулирования длительности времени нарастания сигнала на выходе.

С поступлением на вход положительного прямоугольного импульса напряжения транзистор 1 запирается, что приводит к запиранию диода 3, и конденсатор 4 начнет заряжаться от источника тока 5 по линей. ному закону. Крутизна линейного участка выходного напряжения регулируется изменением тока источника 5 с помощью переменного резистора 6.

Когда напряжение на конденсаторе 4 сравняется с напряжением на эмиттере транзистора 1, диод 3 открывается и на конденсаторе 4 формируется верщина импульса. Таким образом, амплитуг выходного напряжения близка к ампаи; л.е входного сигнала: Utx иЬых и не засисит от регулировки крутизны фронта.

По окончании входного импульса тран зистор 1 открывается и конденсатор 4 быстро разряжается по цеии: диод 3 транзистор 1.

В течение времени формирования импульса, когда диод 3 заперт, нагрузкой транзистора 1 является резистор 2. Таким образом, транзистор работает на настоящую на грузку, что позволяет уменьщить минимально достижимый фронт выходного импульса.

В ряде случаев, когда падение напряжения на открытом транзисторе 1 сравнимо с падением на диодах, наблюдается небольщое положительное смещение выходного уровня при увеличении тока источников 5 и 7, Однако это смещение легко устраняется включением последовательно с диодом 8 постоянного резистора, сопротивление кото рого равно сопротивлению открытого транзистора 1.

Поскольку транзистор 1 работает по схеме с общим коллектором, он не входит в насыщение ни при каких значениях крутизны фронта, и задержка сигнала полностью отсутствует.

Формула изобретения

Генератор пилообразного напряжения, содержащий транзисторный ключ, управляемый источник тока, выход которого подклю чен к накопительному конденсатору, диод, включенный между выходом транзисторного ключа и одной из обкладок накопительного конденсатора, отличающийся тем, что, с целью стабилизации уровня выходного напряжения и повыщения быстро действия, в него введены дополнительный управляемый источник тока противоположной пол5фности, выход которого присоеди. нен ко входу транзисторноро ключа, дополнительный диод, анод которого подклюг чен к общей точке источников тока, а катод - ко входу транзисторного ключа, и резистор, включенный между выходами управляемых источников тока.

D

L..

I

QJ

-Г4

/3л

Г

0-