Генератор пилообразных импульсов Советский патент 1980 года по МПК H03K4/08 

(54) ГЕНЕРАТОР ПИЛООБРАЗНЫХ И.МПУЛЬСОВ

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в радиорелейных линиях, в преобразователях длительности импульсов в число-импульсный код.

Известен генератор начек импульсов, содержащий переключающий транзистор, дополнительный транзистор противоположного типа проводимости, эмиттерный повторитель, в базо-э.миттерную цепь которого включен колебательный контур, параллельно которому включена цепь, состоящая из последовательно соединенных диода и накопительного конденсатора, причем коллектор дополнительного транзистора подключен к точке соединения диода и накопительного конденсатора Ij.

Недостатком этого устройства является малая крутизна фронтов формируемой пачки импульсов, а также изменение периода импульсов в течение пачки. Малая крутизна переднего фронта и изменение периода импульсов в течение пачки импульсов обусловлено зарядом накопительного конденсатора через последовательно с ним соединенный диод. Малая крутизна заднего фронта пачки импульсов обусловлена относительно большой постоянной времени разряда накопительного конденсатора и тем, что цепь положительной обратной связи остается замкнутой после окончания пачки импульсов.

Наиболее близким техническим решением к данному устройству является генератор пилообразных сигналов, содержащий логический элемент И-НЕ, включенный в режиме инвертора, входы которого соединены с потенциальной обкладкой первого конденсатора и через параллельно соединенные резистор и кварцевый резонатор с потенциальной обкладкой второго конденсатора, которая через резистор соединена с выходом логического элемента 2.

Недостатком такого устройства является невозможность получения пачки пилообразных импульсов с высокой крутизной фронтов пачки и относительно невысокая линейность импульсов в пачке.

Цель изобретения - расц ирение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в генератор пилообразных импульсов, содержащий двухвходовой логический элемент

И-НЕ, первый вход которого соединен с потенциальной обкладкой первого конденсатора, а выход - с потенциальной обкладкой второго конденсатора, введены диоды, индуктивность и резистор, причем первый вход логического элемента И-НЕ соединен с катодом первого диода, анод которого соединен с общей шиной непосредственно, через индуктивность с выходом логического элемента И-НЕ и через резистор с анодом второго диода, катод которого соединен со вторым входом логического элемента И-НЕ и управляющим входом устройства.

Структурная электрическая схема предлагаемого генератора пилообразного напряжения изображена на чертеже.

Генератор пилообразного напряжения содержит логический элемент 1 И-НЕ, первый вход которого соединен с потенциальной обкладкой конденсатора 2, катодом диода 3, второй вход логического элемента соединен с управляющим входом 4, катодом диода 5, анод которого через резистор 6 соединен с первым входом логического элемента 1 и через индуктивность 7 с потенциальной обкладкой конденсатора 8, выходом логического элемента 1 и выходом устройства 9.

Генератор пилообразных импульсов работает следующим образ-ом.

При отсутствии управляющего сигнала, т. е. при уровне логического «О (низкий уровень напряжения) на управляющее входе 4, генератор находится в исходном состоянии, при котором на выходе логического элемента 1 - уровень логической единицы (высокий уровень напряжения), конденсатор 8 заряжен от источника питания ., через открытый транзистор 10 и резистор 11, конденсатор 2 через катушку индуктивности 7 также заряжен до напряжения, равного напряжению на конденсаторе 8, диод 5 открыт.

При поступлении на вход 4 импульса уровня логической единицы (импульса положительной полярности) диод 5. закрывао ся и перестает шунтировать конденсатор 2. Поскольку на первом и втором входе логического элемента 1 в этот момент высокие потенциалы, при этом образуется низкоомная цепь для разряда конденсатора 8 через транзистор 12. По мере разряда конденсатора 8 увеличивается и разрядный ток конденсатора 2 через катушку индуктивности 7, а следовательно, убывает напряжение на конденсаторе 2. Как только это напряжение уменьшится до уровня логического «О, транзистор 12 закрывается, конденсатор 8 заряжается по цепи: плюс источника питания + Efif) открытый транзистор 10, резистор 11.

Через катушку индуктивности 7 заряжается конденсатор 2, когда напрях ение на нем достигнет уровня логической единицы.

откры.вается транзистор 12 и через него разряжается конденсатор 7.

Далее описанные процессы периодически повторяются.

Таким образом, при подаче на вход 4 импульса уровня логической «1 на выходе S формируется пачка импзльсов, начальная фаза колебаний внутри которой жестко привйаана к переднему фронту входного импульса, а период следования определяется частотой настройки колебательного контура, образованного конденсаторами 2, 8, индуктивностью 7. Для цсключения глубокого насыщения входного транзистора логического элемента 1 параллельно конденсатору 2 включен диод 3.

Поскольку цепь положительной обратной связи с выхода логического элемента 1 на его зход ззыыкается при понижении напряжения до уровня логического «О на втором эмиттере входного трайзистора логического элемента 1, и при этом выполняетй ся баланс фаз, амплитуда импульсов на-выходе 9 скачкообразно устанавливается равной максимальной амплитуде и поддерживается постоянной во время действия положительного импульса на управляющем входе 4.

По окончании входного импульса, т. е.

пр/; уровне логического «О на управляющем входе 4, входной транзистор лп:-йческого элемента 1 открывается независи1,.о от потенциала на конденсаторе 2, при этом транj. зис.тор 10 также открывается и на выходе логического элемента 1 устанавливается Зровень логической «, а конденсатор 8 оказывается шунтирован малым выходным сопротивлением логического элемента 1. С этого момента также открывается диод 5,

;j поскольку на управляющем входе 4 - уровень логического «О, при этом диод 5 шунтирует конденсатор 2.

В момент окончания входного импульса

ч переход база - первый эмиттер входного транзистора логического элемента 1 смещается в прямом направлении, при этом, поскольку база того же транзистора находится под нулевым потенциалом, переход база-второй эмиттер того же тра {зистора смешается в

обратном направлении, вследствие этого цепь положительной обратной связи с выхода логического элемента 1 на его вход разрывается. Кроме того, сме1Б,ение перехода база - первый эниттер входного тран;.; зистора логического элемента 1 в прямом направлении эквивалентно подключению входа логического элемента 1 к общей шине.

Размыкание цепи положительной обратной связи приводит к ускоренному срыву

автоколебательного режима генератора. Подключение в момент окончания входного импуаьса управляющего входа логического элемента 1 кобщей шине и шунтирование колебательного контура его малым выходным сопротивлением и малым сопротивлением цепи, состоящей из резистора 6 и откры того диода 5, приводит к увеличению крутизны заднего фронта пачки импульсов, а также к устранению паразитных колебаний после ее окончания. Предлагаемый генератор формирует пачку импульсов, длительность которой равна длительности входного импульса положительной полярности, при этом длительность фронтов пачки не превышает четверти периода выходных колебаний генератора.

Формула изобретения

Генератор пилообразных импульсов, содержащий двухвходовой логический элемент И-НЕ, первый вход которого соединен с потенциальной обкладкой первого конИсточникн информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Патент Франции № 2211800, кл. Н 03 В 5/36, 1976 (прототип). денсатора, а выход - с потенциальной обкладкой второго конденсатора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены диоды, индуктивность и резистор, причем первый вход логического элемента И-НЕ соединен с катодом первого диода, анод которого соединен с общей шиной непосредственно, через индуктивность - с выходом логического элемента И-НЕ и через резистор с анодом второго диода, катод которого соединен со вторым входом логического элемента И-НЕ и управляющим входом устройства.