Формирователь импульсов Советский патент 1979 года по МПК H03K5/00 

I

Изобретение отаосится к импульсной технике и может быть использовано для формирования импульсов, синхронных импульсам входной последовательности (в случае, кргда частота повторения входных импульсов находится в заданном диапазоне частот повторения), при обеспечении запрета на формирование выходных импульсов в случаях, когда частота повторения входных сигаалов находится вне заданного даапазона. Таким образом, .данный формирователь может решать задачу полосового квазиселектора импульсов по признаку принадлежности частоты повторения импульсов к заданному диапазону.

Известен формирователь импульсов по основному авторскому свидетельству № 212329, состоящий из управляемого диода (триодного тиристора), усилительного каскада на п-р-п транзисторе, включенном на схеме с общим эмнттером, и последовательной ПС-цепи, включенной между анодом и катодом управляемого диода, в котЬром с целью ускорения восстановления анод управляемого диода подключен к базе транзистора усилительного каскада. СущественНОЙ особенностью зтого формирователя является то, что в нем время восстановления сокращено практически до нудя с i3.

Недостатком данного устройства является невозможность использования его в качестве полосового селектирующего устройства. Данный формирователь вырабатывает импульсы заданной длительное™ при запуске его сигналами с пшроким диапазоном значения периодов - от случая однократного запуска до. значений периода, практически равных собственнЬй длительности выходного импульса формирователя. На каждый запускающий сигнал, имеющий значение периода, соответствующее указанному диапазону, формирователь отвечает импульсом одной и той же формы, длительности и амплитуды.

Вместе с тем на практике часто возникает задача необходимости придания формирователю импульсов свойств квазиселектора импульсов с частотой, находящейся в заданном диапазоне значений.: В этом случае формирователь импульсов должен вьфабатывать сигнал в ответ только на те импульсы, частота повторения которых находится в заданном диапазоне. На сигналы с частотой повторения, меньшей нижней границы диапазона, равно как и на сигналы с частотой повторения, большей верхней границы диапазона, такой формирователь реагировать не должен Иначе, указанный формирователь должен обеспечивать запрет на формирование выходных импульсов в случаях, когда частота повторения вхо ных сигналов лежит вне заданного диапазона. Цель изобретения - обеспечение заданното диапазона частотной селекции входных сигналой Оказанная цель достигается за счет того, что в формирователь импульсов по основному авторскому свидетельству N 212329, содержащий управляемый диод (триодный тиристор), усилительный каскад на п-р-п транзисторе, включенном по схеме с общим змиттером, и последовательной RC-цепи, включенной между . анодом и катодом управляемого диода, причем анод управляемого диода подключен к базе тран зистора усилительного каскада, введены два тран зистора, эмиттеры которых подключены к обще шине, два разделительных конденсатора и три р зистора, причем база одного транзистора через первый резистор соединена с шиной питания и через первый разделительный конденсатор связана с выходом усилительного каскада, база дру гого транзистора через второй резистор соединена с шиной питания и через второй разделительный конденсатор связана с входной шиной, а коллекторы вновь введенных транзисторов объединены и через третий резистор соединены с шиной питания. При решении задачи использовано ранее не замеченное свойство устройства по основному авторскому свидетельству, а именно изменение характера выходного сигнала формирователи пр переходе периода повторения входных сигналов Т через граничное значение Т,.р, равное собственной длительности выходного импульса формирователя т: при Т Трр сигнал имеет вид прямоугодьны)Римпульсов стандартной формы; при Т ТГР сигнал имеет вид постоянного напряжения с верхним (возбужденным) уровнем и не имеет импульсных перерывов. Указанное сво ство оказалось возможным использовать как Признак для селекции сигналов полосового тип для одной из границ. Дальнейшее пояснение работы схемь, связей её элементов и злементов новизны будет производаться с помощью фиг. 1 и фиг. 2. На фиг. 1 представлена принципиальная электричес кая схема формирователя, импульсов ; на фйг.2 - графики напряжений в характерных точках схемы. Формирователь импульса состоит из управляемого диода 1 (триодного тиристора), последовательной RC-цепи из времязадающего конденсатора 2 и ограничительного резистора 3, .4 ранзистора 4 усилитель (ключевого) каскада, оллекторного резистора 5, базового резистора 6, онденсатора 7 входной (запускающей) цепи, езистора 8 зтой цепи, диода 9 этой цепи, разелительного конденсатора 10, резистора 11, ранзисторов 12 и 13, общего для этих транзисоров коллекторного резистора 14, базового реистора 15, разделительного конденсатора 16, клеммы 17 для подачи входных запускающих мпульсов, источника постоянного питающего напряжения положительной полярности 18 и источника постоянного питающего напряжения отрицательной полярности 19. Анод управляемого диода 1 соединен с выводом конденсатора 2, базой транзистора 4 и вьгеодом резистора 6. Второй вывод конденсатора 2 соединен с выводом резистора 3. Коллектор транзистора 4 соединен с выводом резистора 5 и выводом конденсатора 10. Второй вывод конденсатора 10 соединен с базой транзистора 12 и выводом резистора 11. Коллектор транзистора 12 соединен с коллектором транзистора 13 и вьшодом резистора 14. База транзистора 13 соединена с вьшодом резистора 15 и выводом конденсатора 16. Второй вывод конденсатора 16 соединен с клеммой 17 и выводом конденсатора 7. Второй вьшод конденсатора 7 соединен с вьгеодом резистора 8, катодом диода 9 и управляющим электродом управляемого диода 1. Эмиттеры транзисторов 4, 12 и 13 соединены с общей щиной устройства. Анод диода 9, катод управляемого диода 1, второй вывод резистора В и второй вывод резистора 3 соединены с щиной источника питания 19. Вторые выводы резисторов 5, 6, 11, 14 и 15 соединены с дииной источника питания 18. Входной сигнал подается на клемму 17, выходной снимается с коллекторов транзисторов 12 и 13. Работа устройства поясняется фиг. 2. При низкой частоте повторения запускающих импульсов (Т Т,где Т l/F,a F,- нижняя граничная частота заданного диапазона селекции) формирователь импульсов запускается задним фронтом (срезом) входного запускающего импульса (фиг. 2а). До его прихода (в исходном состоянии устройства) транзисторы 4, 12 и 13 были насыщены, а управляемый диод 1 - выключен. Срез входаого импульса, после дифференцирования цепью, состоящей из конденсатора 7 и резистора 8, вызывает появление положительного импульса на управляющем электроде управляемого диода 1. Диод 1 включается. Конденсатор 2 разряжается через включенный диод и резистор 3. Отрицательное напряжение источника 19 через включенный диод t передается «а базу транзистора 4 (фиг. 26) и выключает этот транзистор. По мере разряда конденсатора 2 ток разряда, являющийся анодным током уп56рявляемого диода I, уменьшается. Когда он достигнет величины тока выключения диода 1, являющейся параметром этого прибора, анод, 1 ;вы ключается. Однако транзистор 4 после этого осJaeтcя еще выключенным, так как в силу каличия разряженного конденсатора 2 в его базовой цепи напряжение на базе остается отрицатель ным. Начинается процесс заряда конденсатора 2 от источника питания 18 на источник питания 19 через резистор 6 и резистор 8. Когда по мере заряда конденсатора 2, напряжение на базе транзистора 4 перейдет нулевой уровень (фиг. 26), транзистор 4 включается. Формирование импyлv са напряжения на его коллекторе заканчивается (фиг. 2в). На время формирования этого имиул са напряжения на коллекторе запертого .транзйс тора 4 было положительно. Это напряжение заря дило конденсатор 10, ранее разряженный. Заряд конденсатора 10 происходил во время формирования импульса на коллекторе транзистора 4 по цепи: источник 18, резистор 5, конденсатор 10, участок база-эмиттер насыщенного транзистора 12. Конденсатор 10 успевает зарядиться практически до полного напряжения источника питания 18. После окончания импульса на коллекторе транзистора 4 указанный транзистор, как было отмечено, снова включается и переходит в режим насыщения. Левая обкладка заряженного конденсатора 10 теперь оказываетсй связанной с общей шиной устройства через насыщенный транзистор 4. Отрицательное напряж ние на правой обкладке, приложенное огаоситель но корпуса общей шины, обеспечивает выключение и запирание т ранзистора 12. Транзистор 12 оказывается выключенным напряжением на €го , базе (фиг. 2г) на время, соответствующее времени перезаряда конденсатора 10 на источник 18 через резистор I и выходное сопротивление насыщенного транзистора 4. Однако, в этом слзчае, т.е. при Т Т,, напряжение на коллекторах транзисторов12 и 13, образующих схему И-НЕ, не изменится, так как транзистор 13 остается насыщенным и напряжение на его коллекторе близко к нулю. После перезаряда конденсатора 10, когда напряжение на базе транзистора 12 (фиг. 2 г) перейдет через нулевой уровень, транзистор 12 вновь включается и оба тран зистора схемы И-НЕ, 12 и 13, оказываются насыщенными. Второй запускающий импульс через конденсатор 16 поступает на базу транзистора 13 и выключает его. Однако напряжение на коллекторе этого транзистора не изменилось, так как к данному моменту уже кончилось действие запирающего напряжения на базе транзистора 12 и этот транзистор остается насьвденным. Входной импульс не создает синхронного отклика на выходе формирователя (фиг. 2д). В случае Т Tj (где Тг I/F, а F верхняя граничная частота селектируемого диапазона) еще до завершения перезаряда конденсатора 2 формирователя приходит очередной запускаюпцш импульс (фиг. 2 е) и вновь на короткое время включает управляемый диод 1. Напряжение на базе транзистора 4 (фиг. 2 ж) не успевает перейти через нулевой уровень и вновь изменяется до отрицательного уровня, задаваемого источником питания 19. В этих условиях на все время действия последовательности входных сигналов транзистор 4 остается запертым (фиг. 2 з). Левая обкладка конденсатора to остается не связанной с корпусом; запирающее напряжение на базе транзистора 12 (фиг. 2 и) не создается. По этой причине транзистор 12 все время остается насыщенным, а напряжение на его коллекторе - неизменным, близким к нулю. Синхронный ожлик на входной сигнал по-прежнему не о беспечивается. В случае, соответствующем попаданию частоты следования входных импульсов в заданный диапазон (фиг. 2 к) формирование импульса на коллекторе транзистора 4 успевает завершиться; на базе транзистора 12 (фиг. 2 м) за счет перезаряда конденсатора 10 образуется запирающее напряжение. Очередной запускаю1ций импульс вОздейстЬует на вход формирователя в то время, когда на базе транзистора 12 действует запирающее нацряжение и транзистор 12 выключен. В этих условиях появление отрицательного импульса на базе транзистора 13, поступающего на эту базу со входа через конденсатор 16, приводит к выключению и транзистора 13, т.е. выключению сразу обоих транзисторов 12 и 13 схемы И-НЕ. На время действия входного сигнала напряжение на коллекторах транзисторов 12 и 13 становится положительным и практически равным напряжению источника питания }8. Таким образом, на выхОде устройства (фнг. 2 м) формируется импульс синхронный входному и равный ему по длительности. Задним фронтом очередного входного импульса управляемый диод 1 вновь включается, что приводит к запиранию транзистора 4 (фиг. 2 л). Левая обкладка конденсатора 10 отключается , от корпуса устройства, запирающее }{апряженне с базы транзистора 12 снимается и этот транзистор вновь насыщается. Однако включение транзистора 12 происходит по заднему фронту входного импульса, когда импульс на выходе уже сформирован. Таким образом, в рассматриваемом случае в ответ на последовательность входных импульсов формируется последовательность синхронных выходных импульсов Это обеспечивается при любой частоте повторения запускающих сигналов, лежащей в диапазоне Fj-Fj. Период верхней граничной частоты селекции, , определяется временем запирания тран зистора 4, т.е. может регулироваться с помощью изменения элементов врёмязадаюиюй цепи, состоящей из резистора 6 и конденсатора 2. Ширина диапазона селектируемьгх частот определяется временем действия запирающего напряжения на базе транзистора 12 (фиг. 2 л), т.е. может регулироваться с помощью элементов другой времязадающей цепи, состоящей из конденсатора 10 и резистора 11. Достоинством данного формирователя является:а)простота схемы; б)четкая фиксация граничных частот селек 1Ши; в)независимая и раздельная регулировка граничных частот селекции; г)возможность реализации схемы в ишрокой области значений частот повторения в том числе и в области нИзких частот повторения F; д)сохранения длительности импульса входного сигнала при его квазиселекции по частоте повторения; 8 Формула изобретения Формирователь импульсов по авторскому свидетельству № 212329, отличающийс я тем, что, с целью обеспечения заданного диапазона частотной селекции входных сигналов, в него введены два транзистора, эмиттеры которых подключены к общей шине, два разделительных конденсатора и три резистора, причем база одного транзистора через перзый резистор соединена с шиной Питания и через первый разделительный конденсатор связана с выходом усилительного каскада, база другого транзистора через второй резистор соединена с тиной питания и через второй разделительный конденсатор связана с входной тиной, а коллекторы упомянуть{х двух транзисторов объединены и через третий резистор соединены с тиной питания. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР N 212329, кл. 21а 136/02, 30.05.66.

ЗРпускающие nMnupJbOii на кммме /7

ff

U

Напряжение на азстроизисторан

Напряжение на коплекгпоре транзистора 4

Y

Напряжение на Ьазе гпранзи(пора12

j

Напряжение на былоде устройства Запускающие импульсы на /7

LT U U LJ

Напряжение на 5азе транзасгпура 4

Напряжение на коллекторе транзистора

//gff /ужеwe яо е дрояз сш i2 Запускающие импульсы но клемме 17

-а U

Напряжение на а азе транзистора Ч

Напряжение на даз€ транзистора 12

V V

Напряжение на 9ылоде устройства

С I

U

пп