Формирователь прямоугольных импуль-COB из СиНуСОидАльНОгО НАпРяжЕНия Советский патент 1981 года по МПК H03K5/01 

(54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ ИЗ СИНУСОИДАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

ференциального усилителя включен дополнительный транзистор 7 с термостабилизи рующим делителем на резисторе 8 и диодах 9 и 10 в цепи базы. Такое включение обеспечивает работу выходного трайзистора 6 в ненасыщенном режиме, поскольку падение напряжения на-включенных последовательно диодах 9 и 10 составляет приблизительно такую же величину, как и падение напряжения на двух включенных последовательно переходах база - эмиттер транзисторов 7 и 6 при условии выполнения транзисторов и диодов из одного полупроводникового материала, например кремния. С коллекторной нагрузки транзистора 2 напряжение поступает на базу составного эмиттерного повторителя выходного каскада, выполненного на транзисторах 4 и 5. Резистор 12 - токоограничитель.

Схема выходного каскада аналогична схемам выходных каскадов логических ИМС и обеспечивает высокую нагрузочную способность каскада, а также хорошее согласование формирователя по уровням выходных напряжений с уровнями логических ИМС.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии входного сигнала оба транзистора дифференциального усилителя открыты и находятся на линейных участках своих характеристик. При поступлении на базу транзистора 1 отрицательной полуволны входного синусоидального напряжения он запирается и ток через него прекращается. При этом ток через транзистор 2 возрастает на такую же величину. За Счет увеличения этого тока перепад напряжения на резисторе 11 также увеличивается и напряжение на коллекторе транзистора 2 становится близким к нулю (относительно потенциала «земли). Транзисторы 4 и 5 закрываются. Величина напряжения на коллекторе запертого транзистора 1 определяется делителем на резисторе 8 и диодах 9 и 10 в цепи базы транзистора 7, т. е. практически суммой падений напряжений в прямом направлении на двух диодах 9 и 10 за вычетом падения напряжения на переходе база-эмиттер транзистора. При выполнении транзисторов и диодов из одного полупроводникового материала результирующее напряжение на коллекторе транзистора 1 будет равно падению напряжения на одном полупроводниковом переходе в прямом направлении. Величина этого напряжения вполне достаточна для поддержания транзистора 6 в открытом состоянии и в то же время не позволяет транзистору заходить в область глубокого насыщения.

Диоды 9 и ТО обеспечивают также стабилизацию тока выходного транзистора 6 в щироком температурном диапазоне.

В открытом состоянии транзистор 6 обеспечивает быстрый разряд паразитной емкоети нагрузки через малое внутреннее сопротивление открытого транзистора и, следовательно, позволяет сократить до минимума длительность заднего фронта выходного импульса и тем самым повысить быстродействие устройства.

При поступлении на базу транзистора 1 положительной полуволны входного синусоидального напряжения он открывается, а транзистор 2 закрывается. Напряжение на коллекторе транзистора 2 растет до величины напряжения источника питания, транзисторы 4 и 5 выходного каскада открываются и передают высокий уровень напряжения на выход схемы. Составной эмиттерный повторитель обеспечивает более быстрый заряд емкостной нагрузки, т. е. более крутой передний фронт выходного напряжения. В это время транзистор 6 закрывается, так как напряжение на коллекторе транзистора 1 падает до нуля.

В отличие от известных схем включение

в коллекторную цепь левого транзистора дифференциального усилителя дополнительного транзистора с термокомпенсирующим делителем напряжения позволяет лучше использовать частотные свойства выходного

транзистора.

Использование предлагаемого изобретения позволяет проектировать различные устройства цифрового синтеза частот, синхронизирующие устройства, измерительные устройства, устройства управления прецизионными станками и т. п. с более мелкими дискретными изменениями периодов выходных сигналов, а следовательно, с более высоким быстродействием и точностью.

Формула изобретения

Формирователь прямоугольных импульсов из синусоидального напряжения, содержащий дифференциальный усилитель и выходной транзистор, отличающийся тем, что с целью повышения быстродействия и увеличения нагрузочной способности формирователя, в него введены дополнительный транзистор и составной эмиттерный повторитель, причем база дополнительного транзистора соединена с термостабилизирующим делителем на резисторе и двух последовательно

соединенных диодах, коллектор - с шиной питания, а эмиттер дополнительного транзистора соединен с базой выходного транзистора и коллектором транзистора левого плеча дифференциального усилителя, коллектор транзистора правого плеча которого через составной эмиттерный повторитель соединен с коллектором выходного транзистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ № 2550175, кл. Н 03 К 6/06, 1975.

2. Патент Франции № 220101о, кл. Н 03 К 6/00, 1972.