Генератор импульсов Советский патент 1981 года по МПК H03K3/26 

(54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ

1

Изобретение относится к генерированию электрических импульсов с использованием в качестве активных элементов транзисторов с внутренней или внешней положительной обратной связью и может найти применение в различных областях импульсной техники, автоматики и радиоэлектроники.

Известен генератор импульсов, выполненный по мостовой схеме, содержащей времязадающий конденсатор и переключающие -устройства на транзисторах с дополнительной симметрией. Конденсатор включен между эмиттерами транзисторов одного типа проводимости, двух переключающих устройств, переходы база-эмиттер которых являются диагоналями двух мостовых элементов , плечи которых образованы резисторами 1.

Недостатком этого генератора является низкая надежность, обусловленная сложностью его схемы.

Известен также генератор импульсов, содержащий импульсные времязадающие мосты, выходной трансформатор с обмотками обратной связи, включенными в . импульсных времяэадающих мостов, и коммутирующие транзисторы с диодами, шунтирующими базаэмиттерные переходы этих транзисторов. Базы каждого из коммутирующих транзисторов через времязадающие конденсаторы обмотки обратной связи и времязадающие резисторы соединены с коллекторами противоположных коммутирующих транзисторов и с коллекторами своих же коммутирующих транзисторов через диоды, дополнительно

0 введенные резисторы и времязадающие резисторы, при этом выводы обмоток обратной связи через диоды соединены с дополнительно введенным переменным резистором, включенным между

5 полюсами источника питания, образующего совместно с соответствующими первичными обмотками трансформатора вторые ветви времязадающих мостов 2 .

0

Недостатком данного генератора импульсов является сложность импульсного времязадающего моста, трансформатора, отсюда меньшая надежность, а также большая трудоемкость при

5 изготовлении микросборок. Кроме того, наличие значительных коммутационных выбросов на вершинах импульсов в моменты переключения коммутирующих транзисторов аедет и к ограничению допустимого уровня напряжения источника питания, и к возрастанию потерь коммутирующих транзисторов, что также снижает надежность работы генератора.

Цель изобретения - повьпиение надежности, КПД и уменьшение коммутационных помех,

Для достижения указанной цели в генератор импульсов, содержавши трансформатор, два конденсатора, первый и второй транзисторы типа п - р - II, коллекторы которых подключены к выводам первичной обмотки трансформатора, средняя точка которой подключена к шине питания, эмиттеры транзисторов соединены с общей шиной, вторичная обмотка трансформатора подключена к нагрузке, введены третий и четвертый транзисторы типа п - р - п и первый и второй транзисторы типа р - п - р, база первого транзистора типа п - р - п соединена с коллектором третьего транзистора типа п р - п через первый резисторный делитель с коллектором второго транзистора типа п - р - п, база второго транзистора типа п р - п соединена с коллектором четвертого транзистора типа п - р - п через второй резисторный делитель с коллектором первого транзистора типа п - р - п, средние точки упомянутых резисторных делителей соединены через первый конденсатор, .эмиттеры третьего и четвертого транзисторов типа п - р - п подключены к общей шине непосредственно, а базы и коллект оры упомянутых транзисторов подключены к общей шине через соответствующие резисторы, база третьего транзистора типа п- р - п подключена к коллектору первого транзистора типа р - п - р, а база четвертого транзистора типа п - р подключена к коллектору второго тразистора типа р - п - р, базы транзисторов типа р - п - р подключены к.источнику управляющего напряжения эмиттер первого транзистора типа р - п - р соединен через резистор с коллектором второго транзистора типа п - р - п, эмиттер второго транзистора типа р - п - р соединен через резистор с коллектором первого транзистора типа п - р - п,эмиттры тран-зисторов типа р - п - р соеднены через второй конденсатор.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема генератора.

Генератор импульсов образован двумя импульсными времязадающими мостами, состоящими из трансформатора с обмотками 1-1 - 3, коммутирующих транзисторов 2 и 3, времязадающих резисторов 4 и 5, времязадающего конденсатора б, резисторов 7 - 10, выключающих транзисторов 11 и 12, транзисторов 13 и 14 противоположного типа проводимости, При необходимости коммутирующие транзисторы 2 и 3 выполнены в виде составленных J между базами и эмиттерами коммутирующих транзисторов включаются резисторы , наличие и величина сопротивления которых определяются техническими условиями.в зависимости от типа транзистора. Базы каждого из коммутирующих транзисторов 2 и 3 соединены с одной стороны через резисторы 7 и 8 с коллекторами противо| оложных коммутирующих транзисторов 3 и 2, соединенных с трансформатором 1, средняя точка которого подключена к источник питания (Ч-Е) , с другой - с коллекторами выключающих транзисторов 11 и 12, базовые цепи которых в свою очередь с одной стороны соединены через резисторы 9 и 10 со своими же эмиттерами, с другой - с коллекторами транзисторов 13 и 14 противоположного типа проводимости, эмиттеры которых через времязадающие резисторы 4 и 5 с одной стороны соединены с коллекторами коммутирующих транзисторов 2 и с другой - между собой через времязадающий конденсатор 6, базы транзисторов 13 и 14 соединены между собой и подключены к источнику напряжения управления (+и.у), эмиттеры коммутирующих и выключающих транзисторов 2,3 11 и 12 соединены между собой и общей шиной источника питания (2Е), между базами и эмиттерами выключающих транзисторов 11 и 12 включаются резисторы 9 и 10, величина сопротивления которых определяется техническими условиями на транзистор. чтобы уменьшить коммутационные помехи в генераторе импульсов, в нем между базами каждого из транзисторов 2 и 3 и резисторами 7 и 8 дополнительно включаются резисторы 15 и 16, между общими точками соединения которых включается конденсатор 17,

Работа генератора импульсов осуществляется следующим образом.

Пусть происходит заряд конденсатора 6, зарядный ток которого течет от плюса источника Е через обмот ку трансформатора 1-2, на которой раз вивается напряжение, численно равное напряжению питания Е, далее через времязадающий резистор 4, конденсатор 6,база - эмиттерный переход транзистора 14,через плюс источника напряжения управления и на минус источника Е, транзистор 14 открыт и его коллекторный ток, проходя через база - эмиттерный переход транзистора 12, удерживает его в открытом состоянии, чем обеспечивает закрытое состояние коммутирующего транзистора -3, при этом транзистор 2 открыт за счет тока, протекающего в его база - эмиттерной цепи, через резистор 7. В этом случае практичес все напряжение источника питания Е .прикладывается к первичной обмотке 1-1 трансформатора, на входной обмотке 1-3 которого вырабатывается одна из полуволн генерируемого пери ода колебаний. Длительность этой по луволны определяется временем заряд конденсатора 6 до величины напряжения, равного напряжению управления и, , после чего открывается транзистор 13 и транзистор 11, выключающи открытый в данный момент времени ко мутирующий транзистор 2, при этом запираются транзисторы 12 и 14, начинает отпираться коммутирующий тра зистор 3 и вырабатывается вторая по луволна генерируемого периода колебаний на выходной обмотке 1-3. Теперь уже зарядный ток конденсатора 6 течет от плюса источника Е через обмотку 1-1, далее через времязадающие резистор 5 и конденсатор б, база - эмиттерный переход транзистора 13, через плюс источника напряжения управления и на минус источника Е, при этом транзистор 13 открыт и его коллекторный ток открывает транзистор 11, который в свою очередь обеспечивает закрытое состояние коммутирующего транзистора 2. Изменяя величину напряжения управления можно менять частоту гене ратора в широких пределах. Если же напряжение управления получают с помощью делителя напряжения, подключенного к источнику питания Е, то частота reHeRaTopa остается достат.очно стабильной в широких пределах .изменения напряжения источника питания Е. Самовозбуждение генератора импульсов происходит мягко, т.е и при плавном нарастании напряжений питания от нуля до Е. Ввод дополнительных элементов 15,16 и 17 позволяет дополнительно регулировать момент включения одного коммутирующего транзистора по отношению к другому, что достигается за счет времени перезаряда конденсатора 17 и величин сопротивлений резисто ров 7,8,15 и 16 причем в зависимости от конкретных, требований и технических условий на транзисторы 11 и 12, величины сопротивлений резисторов 15 и 16 могут меняться от нуля до какого-то значения. Возможность регулировки включения одного коммутирующего тран зистора по отношенияю к другому обеспечивает полное их выключение по .отношению друг к другу в момент коммутации, .что позволяет существенно уменьшить коммутационные помехи. Предлагаемый генератор импульсов имеет более простые схемы импульсных времязадающих мостов за счет того, что конденсатор 6 является общей емкостью для двух импульсных времязадающих мостов, что особенно благотворно сказывается при микроэлектронном исполнении генератора импульсов, так как при напылении времязадающих резисторов 4 и 5 разброс их величин сопротивления один и тот же, устанавливаемый бескорпусный конденсатор 6 тоже один, и в результате временные параметры двух импульсных времязадающих мостов одни и теже. Число полупроводниковых приборов в данном генераторе мэньще, чем в известном, схема трансформатора проще, так как отсутствуют обмотки положительной обратной связи и стало быть отпадают операции регулировки по проверке их фазовых соотношений, уменьшается число монтажных паек. Все это вместе взятое обеспечивает повьшёние надежности генератора импульсов при меньших затратах на его изготовление. Формула изобретения Генератор импульсов, содержащий трансформатор,два конденсатора,первый и второй транзисторы типа п - р - п, коллекторы которых подключены к выходам первичной обмотки трансформатора, средняя точка которой подключена к шине питания,эмиттеры транзисторов соединену с общей шиной,вторичная обмотка трансформатора подключена к нагрузке, отл.ичающийс я тем,что,с целью повышения надежности и КПД и уменьшения коммутационных помех,в устройство введены третий и четвертый транзисторь типа п - р - п и первый и второй транзисторы типа р - п - р,база первого транзистора типа п - р - п соединена с коллектором третьего транзистора типа п - р - п через первый резисторный делитель с коллектором второго транзистора типа п-р-п, база второго транзистора типа п-р-п соединена с коллектором четвертого транзистора типа п-р-п через второй резисторный делитель с коллектором первого транзистора типа п - р - п, средние точки упомянутых резисторных делителей, соединены через первый конденсатор, эмиттеры третьего и четвертого транзисторов типа п-р-п подключены к общей шине непосредственно, а базы и коллекторы упомянутых транзисторов пор ключены к общей шине через соответствующие резисторы, база третьс го транзистора типа п-р-п подключена к коллектору первого транзистора типа р - п - р, а база четвертого транзистора типа п-р-п подключена к коллектору второго транзистора типа р - п - р, базы транзисторов типа р - п - р подключены к источнику управляющего напряжения, а эмиттер первого транзистора типа р - п - р соединен через резистор с коллектором второго транзистора типа п - р - п, эмиттер второго транзистора типа р - п - р соединен через резистор типа р - п - р с коллектором первого транзистора типа п - р - п,эмиттеры транзисторов типа р - п- - р соединены через второй конденсатор .

LjfJ

f D

/7

b-4h

n

г5

г

и

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

-Ж

г 1/5

п

С

ю