Генератор пилообразного напряжения Советский патент 1976 года по МПК H03K4/501 H04N3/16 

I

Устройство относится к импульсной технике, (МОжет быть использовано в задаюищх генераторах развертывающих устройств, делителях частоты.

Известны генераторы пилообразного напряжения.

Первый из извветн1;ос генераторов пилос разного напряжения содержит ключевой транзистор, усиштельный транзистор, з.миттер которого заземлен, а база через р %зистор подключена к клемме источника Ппаиия, конденсатор и резисторы М.

Более совершенным является генератор пилооб|разнОго напряжения, содержащий ключевой тран|зистор, усилителы1ЫЙ транзистор, эмиттер которого {заземлен, база через RC -цепь подключена к его кол|пектору, а через резистор - к клемме источника Ьштания, конденсатор и резисторы 2.

Недостаток второго гегератсра - низкая стабильjiiocTb Длительности выхоршых импульсов на низких частотах звукового диапазона.

Цель изобретения - повышение стабильности Длительности выходных имрульсов.

Предлагаемый генератор отличается тем,что в него введен дополнительный транзистор,эмитгер которого заземпен, а коллектор через резистивную на-рузк;; гоединен с базой ключевого транзистора, эмиттер Которого подключен к средней точкеRC - це11И,

коллектор которой через конденсатор соединен с базой допол1штельного транзистора, а через резистор с клеммой источника питания.

Принципиальная элекфическая схема генератора {Изображена на чертеже.

Генгратор содержит ключевой транзистор 1, уси|лительный транзистор 2, времязадающуюКС-депь, |состоящую из конденсатора 3 и резистора 4, ограничительные резисторы S и 6, переходный I конденсатор 7, дополнительный транзистор 8, коллекторная ре0зистивная нагрузка 9 которого состоит иг соединенных последовательно резистора и потегпщометра, разделительный резистор 10.

В качестве источника смещения базы транзистора 8 может быть использован любой источник постоян5ного напряжения, способный обеспечить режим его насыщения.

Рассмотрим работу генератора начиная с проце сса 1|юрмнрования пилообразной составляющей выходного напряжения. В момент времени, соответствую0 (Щий началу этого процесса, времязадающий конденса|гор 3 заряжен до напряжения, близкого к чапряже|нию источника питания, транзистор 8 до насьпцения |открыт, ключевой транзистор 1 заперт напряжением ча конденсаторе 3, приложенным к его эмиттеру, а

транзистор 2 находится в усилительном режиме, обусловленным подачей на его базу смещения через резистор 5. Конденсатор 3, формирующий пилооразное напряжение, разряжается через резистор 4 и транзистор 2. При этом ток, протекающий через резистор 5, сохраняется неизменным и распределяется по двум цепям: цепи разряда конденсатора через переход коллектор-эмиттер транзистора 2 и цепь, представляющую собой переход база-эмиттер этого транзистора.

Ток базы транзистора составляет незначительную ( меньшую) часть тока коллектора и мало зависит от напряжения на коллекторе. Кроме того, все время разряда конденсатора 3 коллектор транзистора 2 отключен от источника питания, пилообразная составляющая его коллекторного тока и вносимые ею искажения пилообразного напряжения отсутствуют. По мере разряда конденсатора 3 запирающее напряжение на эмиттере транзистора 1 уменьшается и в некоторый момент становится меньше напряжения на его базе. Транзистор 1 открывается, и перепад напряжения на резисторе 6, вызванный возникновением при этом коллекторного тока транзистора 1, постзшает через конденсатор 7 на базу транзистора 8 и выводит его из насыщения. Резкое уменьшение его коллекторного тока приводит к одновременному росту напряжения на базе транзистора 1 и еще больше открывает его. Схема лавинообразно переходит в режим переключения, в результате которого транзистор 8 запирается, а транзистор входит в режим насьпцения, замыкая цепь заряда конденсатора 3. Начинается процесс формирования импульса обратного хода, представляющий собой заряд конденсатора 3 по следующей цепи: переход база-эмиттер транзистора 2 - источник питания резистор 6 - открытый ключевой транзистор 1. Зарядный ток конденсатора 3 протекает через переход база - эмиттер транзистора 2 и в начале процесса заряда ограничивается только сопротивлением резистора 6. Транзистор 2 вводится в глубокое насыщение. При этот ток его коллектора ограничивается сопротивлением резисторов 5 и 6. Резистор 5 препятствует замыканию конденсатора 3 на общую щику через открытый транзистор 2.

По мере заряда конденсатора 3 напряжение на эмиттере транзистора 1 нарастает и в некоторый момент времени становится равным напряжению на его базе. Транзистор выходит из насыщения. Возникающий при этом перепад напряжений на резисторе 6, вызванный уменьшением коллекторного тока транзистора 1, поступает через конденсатор 7 на базу транзистора 8 и открьшает его. Следующее за этим понижение напряжения на базе транзистора 1 приводит к дальнейшему уменьшению тока его коллектора и к росту перепада напряжения на резисторе 6. Происходит лавинообразный переход схемы в первначальное состояние, в результате-которого транзистор 8 открывается до насьпцения, а транзистор 1 запирается и разрьшает цепь заряда конденсатора 3. Такое состояние схемы соответствует началу цикла формирова1шя пилообразного напряжения.

Применение нового элемента - дополнительного транзистора - выгодно отличает настоящий генератор пилообразного напряжения от известных, так как в результате этого нестабильность параметров переходного конденсатора 7 не влияет на формирование пилообразного напряжения, и длительность пилообразного импульса в широком диапазоне частот становится стабильнее. Кроме того, применение дополнительного транзистора позволяет уменьшить емкость переходного конденсатора 7 на два порядка и отказаться от нестабильных и дорогостоящих электролитических конденсаторов, что наряду с использованием в схеме генератора транзисторов одного типа проводимости дает возможность изготовить настоящий генератор в интегральном исполнении.

Все выщеизложенное расширяет сферу применения настоящего генератора и устраняет необходимость в разработках аналогичных устройств с близкими диапазонами рабочих частот.

Формула изобретения

Генератор пилообразного напряжения, содержащий ключевой транзистор, усилительный транзистор, эмиттер которого заземлен, база через КС-цепь подключена к его коллектору, а через резистор - к клемме источника питания, конденсатор и резисторы, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности длительности выходных импульсов, в него введен дополнительный транзистор, эмиттер которого заземлен, а коллектор через резистивную нагрузку соединен с базой ключевого транзистора, эмиттер которого подключен к средней точке ЕС- цепи, коллектор через конденсатор соединен с базой дополнительного транзистора, а через резистор - с клеммой источника питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. В. Н. Яковлев Импульсные генераторы на транзисторах. Киев, Техника, 1968, стр. 205.

2.АВТ. св. СССР N 311383, кл. Н 03 К 3/286, 1969.