Управляемый генератор импульсов Советский патент 1980 года по МПК H03K3/02 

(54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ

I

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах импульсно-фазовой автоподстройки частоты (ИФАПЧ) и в устройствах модуляции периода повторения зондирующих импульсов.

Известен генератор заполняющих импульсов, содержащий источник управляющего напряжения, генератор пилообразного напряжения и схему сравнения. Управляющий вход генератора пилообразного напряжения связан с выходом схемы сравнения, а его выход соединен с одним входом схемы сравнения, другой вход которой подключен к источнику управляющего напрял ения 1.

Недостатком этого генератора является существенная нелинейность характеристики управления Т f (Vynp) на высоких частотах, так как генератор по построению однотактный, а на высоких частотах управляемый временной интервал становится сравнимым с временем восстановления генератора пилообразного напряжения, величина которого не зависит от управляющего его напряжения.

Из известных устройств наиболее близким к настоящему изобретению является

генератор импульсов с регулируемой длительностью, содержащий две параллельные схемы, каждая из которых имеет интегратор, который интегрирует входное напряжение, и две схемы сравнения. Схема сравнения выдает импульс, когда подаваемый на ее вход выходной сигнал соответствующего интегратора достигает уровня фазового сигнала, подаваемого на второй вход этой схемы. Входной фазовый сигнал, подаваемый на одну схему сравнения каждого 10 интегратора, имеет низкий уровень. На вторую схему сравнения каждого интегратора, подается фазовый сигнал высокого уровня. Генератор содержит также бистабильную схему, которая управляется выходными импульсами тех схем сравнения, на которые

15 подается фазовый сигнал высокого уровня. Бистабильная схема управляет работой интеграторов. Когда схема сравнения с высоким уровнем первой параллельной схемы выдает импульс, интегратор последней сбра сывается в нулевое состояние, и начинает

20 работать интегратор второй паралельной схемы. Когда выдает импульс схема управления с высоким уровнем второй параллельной схемы, интегратор последней сбрасывается в нулевое состояние, и начинает работать интегратор первой параллельной схемы. Выходные сигналы схем сравнения с низким уровнем обеих параллельных схем подаются на первую схему ИЛИ. Выходные сигналы схем сравнения с высоким уровнем обеих параллельных схем подаются на вторую схему ИЛИ. Выходные сигналы схем ИЛИ управляют работой второй бистабильной схемы, с выхода которой выходит сигнал генератора 2.

Однако генератор пилообразного напряжения, входящий в устройство, имеет большое время восстановления, поэтому сам управляемый генератор импульсов имеет невысокий частотный диапазон работы.

Цель изобретения - расширение частотного диапазона путем увеличения верхней граничной частоты и повышения линейности характеристики управления периодом колебаний генератора.

Поставленная цель достигается за счет того, что в управляемый генератор импульсов, содержащий два генератора линейно нарастающего напряжения с эмиттерными повторителями, интегрирующими конденсаторами и первым и вторым разрядными ключами, RS-триггер, выходы которого соединены с управляющими входами первого и второго разрядных ключей, два элемента сравнения, выходы которых подключены к входам RS-триггера, первые входы элементов сравнения подключены к выходам генераторов линейно нарастающего напряжения, а их вторые входы - к входу управления, введены третий и четвертый разрядные ключи и два токоограничиваюших резистора, причем к выходам эмиттерных повторителей подключены входы третьего и четвертого разрядных ключей, управляющие входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами RS-триггера, а первый и второй токоограничивающие резисторы включены между соответствующими интегрирующими конденсаторами и первым и вторым разрядными ключами.

На чертеже дана электрическая схема управляемого генератора импульсов.

Генератор построен по двухтактной схеме. Каждое плечо содержит диоды 1 (2), конденсаторы 3(4) и 5(6), резисторы 7(8) и 9(10), транзистор 11(12), электронные ключи 13(14) и 15(16), блок 17(18) сравнения, представляющие собой два генератора 19(20) пилообразного напряжения. Триггер 21 является переключателем с рабочего режима на режим восстановления генераторов 19, 20.

Принцип работы устройства заключается в следующем.

В момент времени, когда ключи 13 и 15 закрыты, а ключи 14 и 16 открыты, на конденсаторе 5 формируется пилообразное напряжение, при этом благодаря следящей обратной связи через транзистор 11, ток через резистор 7 сохраняет свою величину, и поэтому пилообразное напряжение на конденсаторе 5 имеет высокую линейность. Когда напряжение на конденсаторе 5 достигает величины , на выходе блока 17 сравнения и на входе триггера 21 появляется импульс, который опрокидывает триггер в противоположное состояние. При этом ключи 13, 15 открываются, а ключи 14, 16 закрываются. Теперь на конденсаторе 6 формируется пилообразное напряжение, а конденсатор 5 разряжается через резистор 9 и ключ 15. При этом все напряжение конденсатора 5 приложено к резистору 9, а напряжение на ключе 15 близко к нулю. Конденсатор 3 за время формирования пилообразного напряжения частично разряжается, поэтому когда открывается ключ 13, он заряжается от источника Е через диод 1 и ключ 13. При этом транзистор 11 оказывается в закрытом состоянии. В связи с тем, что постоянная времени разряда конденсатора 5 значительно меньше, чем заряда, а постоянная времени заряда конденсатора 3 значительно меньше, чем разряда, то процесс восстановления исходного состояния конденсаторов 3 и 5 происходит за время значительно меньшее, чем 0,5 Т генерируемых колебаний. Таким образом, в предлагаемом генераторе верхний частотный диапазон работы определяется не временем восстановления конденсатора 3(4), а предельным быстродействием используемых полупроводниковых приборов. Резистор 9(10) кроме обеспечения насыщенного режима ключа 15(16) играет еще и другую положительную роль. Он не позволяет конденсатору 5(6) разрядиться до нуля за счет протекания тока через резистор 7(8). После закрывания ключей 13(14) и 15(16) остаточное напряжение конденсатора 5(6) подается на базу транзистора 11(12), преодолевает потенциальный барьер его открывания, и сразу вводит в линейный режим, диод 1(2)

° при этом закрывается. Это улучшает линейность характеристики Т У(Уупр)Формула изобретения

Управляемый генератор импульсов, содержащий два генератора линейно нарастающего напряжения с эмиттерными повторителями, интегрирующими конденсаторами и первым и вторым разрядными ключами, RS-триггер, выходы которого соединены с управляюш,ими входами первого и второго разрядных ключей, два элемента сравнения, выходы которых подключены к входам RSтриггера, первые входы элементов сравнения подключены к выходам генераторов ли5 нейно нарастающего напряжения, а их вторые входы - к входу управления, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона путем увеличения верхней

граничной частоты и повышения линейности характеристики управления периодом колебаний генератора, в него введены третий и четвертый разрядные ключи и два токоограничивающих резистора, причем к выходам эмиттерных повторителей подключены входы третьего и четвертого разрядных ключей управляющие входы которых соединены соответственно.с прямым и инверсным выходами RS-триггера, а первый и второй токоограничивающие резисторы включены между соответствующими интегрирующими конденсаторами и первым и вторым разрядными ключами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Заявка Японии № 51-42457, кл. 98(5)821, 16.11.76 (прототип).