Пороговое устройство Советский патент 1980 года по МПК H03K5/22 G05B1/01 

1

Изобретение относится к импульсной технике и может найти применение в радиоэлектронной аппаратуре с низким уровнем потребления энергии от источников питания.

Известно пороговое устройство, содержащее входной и выходной транзисторы противоположной проводимости, эмиттерный повторитель, резисторы, причем коллектор входного транзистора сое- О динен с базой выходного транзистора и с коллектором транзистора эмиттерного повторителя ij. Данное пороговое устройство отличается тем, что эмиттер выходного тран- |5 зистора соединен непосредственно с эмиттером транзистора эмиттерного ловторителя. Устройство имеет два порога срабатывания, которое задается при помощи переменных ре- 20 зисторов, один из которых включен в цепь базы змиттерного повторителя, а другой - в цепь эмиттера входного транзистора.

Рассматривае1«)е устройство обеспечивает отсутствие сйгнгша на выходе, когда амплитуда входного сигнала находится за пределами пороговых уровней, т.е. когда амплитуда вход- 30

ноге сигнала выше верхнего уровня или меньше нижнего уровня.

Известно пороговое устройство, содержащее входной транзистор, выходной транзистор, резисторы, шины источника питания 2 .

Невысокое быстродействие этого устройства связано с небольшой величиной петлевого усиления в цепи положительной обратной связи.- Дело в том, что применение в пороговом устройстве транзисторов с разным типом проводимости исключает возмойсность непосредственного объединения между собой их эмиттерой. Включение же между эмиттерами резистора связи приводит к снижению глубины положительной обратной связи . Кроме .того/ наличие резисторов в эмиттерах транзисторов приводит к появлению местной отрицательной обратной связи, которая, понижая коэффициент усиления каждого из каскгщов устройства, также способствует уменьшению глубины положительной обратной связи, а зкачит и уменьшению общего усиления в петле обратной связи. В свою очередь уменьшение петлевого усиления уменьшает скорость развития процессов опрокидывания схекы, т.е.

снижает ее быстродействие, а это существенно ограничивает область применения известного устройства, делая его использование нецелесообразным, например, в аппаратуре с повышенным быстродействием.

Целью изобретения является повышение быстродействия при формировании прямоугольного импульса из. вход1ОГО однополярного сигнала произвольной формы.

Для достижения этого в пороговое устройство, содержащее входной транзистор п -р-п типа, база и эмиттер которого соединены с шиной нулевого потенциала через резисторы, а коллектор через резистор коллекторной нагрузки соединен с положительной шиной источника питания, выходной транзистор p-1-i -р типа, подключенный базой к коллектору входного транзистора, эмиттером к положительной шине источника питания, а коллектором .-через два последовательно соединенных резистора - к шине нулевого потенциала, резистор связи, один конец которого подключен к эмиттеру входного транзистора, введен дополнительный транзистор п-р-п, причем эмиттер дополнительного транзистора подключен к шине нулевого потенциала, коллектор - к эмиттеру входного транзистора, база - к . рреднему выводу последовательно соединенных резисторов, включенных в коллекторную цепь выходного транзистора р- п-р типа,а второй конец выходного резистора связи соединен с коллектором выходного транзистора. На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Пороговое устройство содержит входной транзистор 1, выходной транзистор -2, дополнительный транзистор 3, резисторы 4-9.

Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии все транзисторы закрыты, так что потребление энергии от источников питания отсутствует (с точностью до тепловых токов транзисторов). Входной сигнал в положительной полярности поступает в цепь базы входного транзистора и тот .открывается, вызывая открывание входного, а затем и дополнительного транзисторов.Кольцо положительной обратной связи замыкается, в устройстве развивается лавинообразный процесс и оно опрокидывается. При этом транзисторы 2 и 3 оказываются насыщенными. Транзистор 3, насыщаясь, шунтирует резистор 6, включенный в цепь эмиттера транзистора 1, подавляя действие местной отрицательной обратной связи и способствуя тем самым росту петлевого усиления в устройстве, а значит и повышению скорости развития процесса опрокидывания устройства. Резистор 7 огра

ничивает коллекторные токи транзисторов 2 и 3, а делитель, образованный резисторами 8 и 9, обеспечивает возможность управления состоянием транзистора 3, удерживая его в насыщении после опрокидывания устройства.

При уменьшении величины входного сигнала, его мгновенные значения становятся меньше порога срабатывани устройства, ток в цепи коллектора транзистора 1уменьшается, вызывая выход из насыщения транзистора 2, и обусловливает тем самым уменьшение тока базы транзистора 3. Из-за действия положительной обратной связи процесс развивается лавинообразно и происходит обратное опрокидывание устройства. Транзистор закрываются и устройство возвращается в исходное состояние.

Величина петлевого усиления в предложенном устройстве существенно больше,чем в известном устройстве за счет исключения резистора из цепи эмиттера выходного транзистора и подавления местной.отрицательной обратной связи во входном транзисторе, а также за счет использования в петле положительной обратной связи дополнительного транзистора, обеспечивающего коэффициент усиления, существенно превышающий единицу. Рост петлевого усиления способствует увеличению скорости развития процессов опрокидывания в устройстве и повышению его быстродействия. Кроме того, в предложенном устройстзе отсутствуют цепи, по которым возможно протекание тока в исходном состоянии. Стало быть, в исходном состоянии потребление с точностью до тепловых токов транзисторов равно нулю.

Предлагаемое устройство выгодно отличается от известных устройств, предназначенных для решения задачи формирования прямоугольного импульса из входного однополярного сигнала произвольной формы, практически полным отсутствием потребления энергии от источника питания в течение всего времени.

Формула изобретения

Пороговое устройство, содержащее входной транзистор п-р -п типа, база и эмиттер которого соединены с шиной

нулевого потенциала через резисторы, а коллектор через резистор коллекторной нагрузки соединен с положительной шиной источника питания, выходной транзистор f)-п - р типа, подключенный базой к коллектору входного

транзистора, эмиттером к положительной шине источника питания, а.коллектором через два последовательно соединенных резистора - к шине нулевого

потенциала, резистор связи, один

конец которого подключен к эмиттеру входного транзистора, отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия при формировании прямоугольного импульса из входного однополярного сигнала произвольной форкы, в него введен дополнительный транзистор л-р -ц типа, причем эмиттер дополнительного транзистора подключен к шине нулевого потенцигша, Коллектор - к эмиттеру входного транзистора, база - к среднему выводу последовательно соединенных резисторов, включенных в коллекторнуюцепь выходного транзистора р-ц-р типа, а второй конец резистора связи соединен с коллектором выходного транзистора.

Источники информации, пркняше во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 464069, кл. Н 03 К 5/08, 10.03.75.

2.Перлов Б. Импульсные устройства на транзисторгис с проводимость разного типа. - М.; изд.Энергия, 1972, с. 70 (прототип) .

А .