Формирователь импульсов Советский патент 1980 года по МПК H03K5/01 

(54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для формирования импульсов, амплитуда ко... торых превышает напряжение источника питания. Известен формирователь импульсов, содержащий П. -конденсаторов, П. -ключевых транзисторов, зарядный транзистор противоположного гипа проводимости и 2(tr -1) диодов 1 . В этом формирователе во время, фор)- мирования выходного импульса зарядный транзистор испытывает напряжение икъАр. Е-|ивь,И-(Е-и5)1ивь,.+U5, (i) гае - напряжение, питающее формирователь;вых в п итуда напряжения импуль са на выходе формирователя; UQ - падение напряжения на прямосмещенном зарядном диоде,Диод -Зц формирователя испытывает при этом напряжение ,. 2.) Из (1) и (2) следует . iAp. допустимое зп. до ПУСТ и мое . Таким образом амплитуда выходного импульса, вырабатываемого указанным формирователем, не может превышать величину допустимого напряжения на транзисторах и диодах, входящих в формирователь. Известен формирователь импульсов, содержащий входной транзистор, п. -ячеек, каждая из которых состоит из питающего транзистора, резистора, диода, конденсатора .2 1 . Конденсаторы формирователя в исходном состоянии заряжены с помощью зарядных диодов и входнотх) транзистора до напряжения, близкого к напряженшо Е источника питания. Во время формирования выходного импульса, амплитуда | I которого близка к (ц +) напряжение 17, входном транзисторно эавтго Ука вх llJet ix I Напряжете l/ji на диоде 3 при этом удовлетворяет усповгао. Напря ение на диоде 4.f равно U5i |VBbix I Е i ич ивых|-Е-17кэ2«.1иамх1-Е. Из приведенных выражений следу err, что амйпитудЬ вьгходного импульса ограшчена величиной допустимого напряжения на транзисторах и диодах, аходгодих в фо мирователь. Цепь изобретения - расширение диапазона амплитуды напряжения выходного им пульса формирователя. Для достижения этой цепи в формироват;елЪ импульсов, содержащий входной транзистор, базой соединен1ц.1й с входной шиной, а эмиттером - с шиной нулевого потенциала, и tt -ячеек, каждая из которых содержит питающий транзистор, база которого через последовательно сое дшшнные резистор и диод подключена к его эмиттеру и одной обкладке конденса тора, анод диода первой ячейки подключе к шине питания, введен шунтирующий транзистор, а в кажщао ячейку введен р зистор и ключевой транзистор, база которого подключена к аноду диодачерез введенный резистор, коллектор - к коллектору питающего транзистора, а aivmTtep к другой обкпадке конденсатора, причем эмиттер ключевого транзистора каждой, кроме первой ячей1 :и подключен к коллектору ключевого транзистора дыдущей ячейки, а анод диода каждой, кроме первой, ячей1СЕг, подключен к катоду циона предыдущей ячейки, при атом анод диода первой ячейки соединен с эмиттером шунтирующего транзистора, базой подключенного к входной шине, а коллектором к коллектору входного тр - зистора и эмиттеру ключевого транзисто первой яячейки. На чертеже представлена принципиаль ная схема устройства. Устройство содерндатвходной транзистор 1, питающие транзисторы 2-1- 2- It резисторы 3-1-3- -Ц , диоды 4-1 - 4- tL, конденсаторы 5-1 - 5- tt шунтирующий транзистор 6, резисторы 7-1 - 7 - rv , ключевые травзисторы 8-1 - 8- -И., Формирователь работает следующ:ям образом. .При наличии на входе потенциала,, бл кого к Е , шунтирующий транзистор 6 закрыт, а входной транзистор 1 открыт и насьпцен. При этом каждый питающий транзистор 2-1-2-Пзакрыт напряжением,, падающим на соответсГтвующем диоце 4-1- 3 -ru,a транзисторы8-1-8-ноткрыты и насыщены. Каждый конденсатор 5-1-5-п заряжается при этом до напряжения, близкого к напряжению Е источника питания. Потегшиал выхода форм{фователя близок к нулю. При этом потенциал любой точки формирователя находится в пределах от О до Е . Следовательно в исходном сос тоянии падение напряжения на каждом элементе формирователя не превышает Е . При поступлении на вход формирователя управляющего сигнала нулевого потенциала) транзистор 1 закрывается, а транзистор 6 открывается и насыщается. Вследствие этого потенциал эмиттера транзистора 8-1, а значит и потенциал эмиттера транзистора 2-1, повышаются, транзистор 8-1 закрывается, транзистор 2-1 открывается и насыщается, а диод 4-1 смещается в обратном направлении. При этом также закрываются все транзисторы 8-1-8- -и, , открываются и насыщаются все транзистора 2-1-2- п. , а все диоды 4-1-4- tt смещаются в обратном направлении. Конденсаторы 5-1-5-ti соединяются последовательно и разряжаются на нагрузку. Обозначим падение напряжения на элементе Х символом Uo. . Тогда при наличии на входе формирователя (см. чертеж) нулевого потенциала имеемUj. Е (Ui,... tt), (3) так как конденсаторы при этом разряжаются, т.е. разность потенциалов между обкладками каждого такого конденсатора уменьшается. С учетом (3) имеем икэ81 Е и,, --tl5L-l K32l-l- U, Е, Им. u.UKjfc «1- , Us- - U -1/532 L U,i --VK,iL-iV Bi n Таким образом, в предлагаемом формиователе напряжение на каждом транзисоре, диоде, конденсаторе и резисторе не ревышает напряжение, питающее формиователь, ни при каком количестве конденсаторов ни в одном режиме работы (см. соотношения (3) -(8). Поэтому амплитуда напряжения выходного импульса ормирователя может многократно превышать допустимое напряжение на любом элементе, входящем в формирователь. Л это означает, что диапазон амплитуды напряжения выходного импульса предлагаемого op v иpoвaтeля многократно расширился. Так, например, еспи транзисторы и диоды входящие в преобразователь, допускают воздействие напряжений соответствеггао между коллектором и эмиттером и обратного напряжения на диодах, равного 10О то предлагаемый формирователь импульсо способен вырабатывать импульсы напряже ния амплитудой втысячи Вольт, не созда вая при этом перенапряжения ни на одном элементе. формула изобретения формирователь импульсов, содержащий входной транзистор, базой соединенный с входной шиной, а эмиттером с шиной нулевого потенциала, и П -ячеек, каждая из которых содержит питающий транзистор база которого через последовательно соединенные резистор и диод подключена к его эмиттеру и одной обклашсе конденсатора, анод диода первой ячейки подключен к шине питания, о т л и ч а - ю щ и и с я тем, что, с целью расширения 1иапазона амплитудь напряжения выходного импульса, в него введен шутгги- рующий транзистор, а в каждую ячейку введен резистор и ключевой транзистор, база которого подключена к аноду диода через введенный резистор, коллектор - к коллектору питающего транзистора, а эмиттер - к другой обкладке конденсатора, причем эмиттер ключевого транзистора каждой, кроме первой, ячейки подкгаочен к коллектору ключевого транзистора предыдущей ячейки, а анод диода каждой, кроме первой, ячейки подключен к катоду диода предыдущей ячейки при анод диода первой ячейки соединен с эмиттером шунтирующего транзистора, базой подключенного к входной шине, а коллектором - к коллектору входного транзистора и эмиттеру ключевого транзистора первой ячейки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетепьство СССР № 406296, кл. Н 03 К 1/12, 28,06.71. 2.Авторское свидетельство СССР № 445138, KJI.H ОЗ К 5/01, 29.05. 72. (прототип).