Пороговое устройство Советский патент 1980 года по МПК H03K5/22 

(54) ПОРОГОВОЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретение относится к импульсной технике, предназначено для регистрации импульсных сигналов, амплитуда которых превышает установленную величину (пррог) и может быть использовано, например, в приборах ядернс1й физики ч

Известны пороговые устройства содержащие транзисторы и туннельные диоды. Эти устройства используются в качестве быстродействующих порого вых устройств (дискриминаторов), формирующих импульсы для последующей обработки i и 2 .

Недостатками известных схем являются низкая чувствительность (более 1 В) и небольшой коэффициент перекрытия диапазона установки порогов срабатывания, который определяется как отношение граничных пороговых значений и не превышает величины 15-20. Кроме того, амплитуда сигнала на выходе у подобных устройств зависит от величины приложенного сигнала, превышающего порог срабатывания.

Нг1Иволее близким по технической сущности к предлагаемому является пороговое устройство, которое-также

цепи коллектора и последовательно включенными туннельным диодом и источником смещения в цепи эмиттера р. Недостатками этого устройства являются узкий диапазон регулирования порогов срабатывания, изменение величины выходного сигнала и четкости дискриминирования при установке.различных порогов. Четкость дискриминирования определяется как отнсхаение Ti-/ где Ди - напряжение преи.

лор

вышения порога, при котором происходит срабатывание, а -напряже15 ние порога срабатывания. Изменение четкости дискриминирования при изменении величины порога срабатывания приводит, например, к тому, что в зависимости от устанавливаемого порога изменяется.число регистрируемых импульсов напряжения, превысивших порог (т.е. изменяется, например, скорость счета при регистрации нейтронного потока).

25 Цель изобретения - расширение диапазона регулирования порогов срабаты вания и стабилизации-амплитуды выходного сигнала.

Поставленная цель достигается

ч 04 итп п попогове УСТРОЙСТВО, содержащее транзистор с резистором в цепи коллектора и последовательно включенными туннельным диодом и источником смещения в цепи эмиттера введен переменный резистор, включенный последовательно с туннельным диодом. Для стабилизации амплитуды выходного сигнала параллельно туннельному диоду включен полупроводниковый диод.

Стабилизация амплитуды достигается тем, что алгебраическая сумма крутизны вольт-амперных характеристик туннельного и полупроводникового выпрямительного диода на участке вольтамперной характеристики туннельного диода с отрицательным сопротивлением выбрана близкой к нулю.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема порогового устройства , на фиг. 2 - вольт-амперная характеристика.

Пороговое устройство содержит транзистор 1 с резистором 2, с которого снимается выходной сигнал. Эмиттер транзистора 1 соединен с туннельным диодом 3, параллельно которому в прямой полярности подключен полупроводниковый диод 4. Последовательно с диодами 3 и 4 включены переменный резистор 5 и источник 6 смещения. Резистор 7, показанный на фиг. 1 пунктиром, служащий для подачи напряжения смещения в цепь базы транзистора 1, может быть включен самостоятельно или может быть выходным сопротивлением источника сигнала.

Устройство работает следующим образом.

Порог срабатывания устройства устанавливается при помощи переменного резистора 5, который является нагрузкой для параллельно соединенных туннельного диода 3 и полупроводникового диода 4, причем величина сопротивления резистора 5 при всех значениях устанавливаемых порогов выбирается большей, чем сопротивление резистора, включенного в цепь базы, обозначенного пунктиром. При небольшом (десяти милливольт) пороге срабатывания Unovif линия 8 нагрузки, показанная на фиг. 2, пересекает суммарную вольт-амперную характеристику 9 перехода база-эмиттер транзистора 1 и диодов 3 и 4, на восходящем учаске в точке )4 вблизи пиковой точки О глох При поступлении входного напряжения U (Unop Д) линия 8 нагрузки перемещается вправо по оси абсцисс на величину и„д t- Л U и пересекает вольт-амперную характеристику 9 в точке niln т.е. ток через параллельно соединенные диоды 3 и 4 в цепи эмиттера транзистора 1 скачком изменится на величину &Э . Выходной сигнгш в виде перепада напряжения снимается с нагрузочного оезистооа 2

После прекращения действия входного сигнала схема возвращается в исходное состояние.

При установке большого (несколько вольт) порога срабатывания и линия 10 (по.казанная пунктиром на фиг. 2) нагрузки пересекает вольт-амперную характеристику 9 в точке 31 . При поступлении входного сигнала U (-пор.г MJj.) линия 10 перемещается вправо по оси абсцисс на. величину Un()pi-«-AU2 и пересекает вольт-амперную характеристику 9 в точке iJ rnirv фиг. 2 видно, что ток через диоды 3 и 4 в эмиттерной цепи транзистора изменяется на величину & Э2 , причем , т.е. величины перепадов напряжения, снимаемых с резистора 2 одинаковы при различных порогах срабатывания. Из фиг. 2 видно, что пороги срабатывания и Unop.2. напряжения, соответствующие величинам напряжения между точкой U и точками пересечения линий нагрузок 8 и 10 с осью абсцисс, когда линии нагрузок проходят через пиковую точкуJmax вольтамперной характеристики 9, а ди и д Uj -напряжения превышения порога, при которых происходит надежное срабатывание. Расширение диапазона установки порогов осуществляется за счет изменения угла наклона линии нагрузки при изменении величины резистора 5, причем при изменении порогов срабатывания изменяется и величина t и . При увеличении порога величина Ди становится больше, так как угол наклона линии нагрузки к оси абсцисс становится меньше, при

ли

отношение

в диапазоне

и

пор

установки порогов остается примерно постоянным (с Точностью в несколько процентов), т.е. четкость дискриминирования при расширении диапазона установки порогов стабилизируется. Подключение полупроводникового диода 4 параллельно туннельному диоду 3 обеспечивает получение на вольт амперной характеристике 9 полого участка, параллельного оси абсцисс. Это обуславливает постоянство амплитуды выходного сигнала в широком диапазоне регулирования порогов.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспер изе

L-.