Релаксационный генератор Советский патент 1981 года по МПК H03K3/26 

Изобретение относится к генерированию электрических импульсов и пред назначено для использования в радиоэлектронных устройствах, в частности частотных и время-импульсных преобpaзoвateляx. Известен релаксационный генератор содержащий зарядную цепь, накопитель ный конденсатор, параллельно которому включено разрядное устройство с выходной вольт-амперной характеристикой S -типа }. Недостатком этого устройства является большая длительность фронтов выходного импульса и большая величин емкости накопительного конденсатора. Наиболее близким по технической сущности к изобретению относится устройство, содержащее зарядную, цепь на копительньй конденсатор, параллельно которому включено разрядное устройство с управляемой выходной вольт-амперной характеристикой S-типа, состоящее из двух основных транзисторов разного типа проводимости с коллекторными резисторами и резистивными коллекторно-базовыми цепями связи и дополнительного транзистора, включенного между базами основных транзисторов, и резистором в цепи . Недостатком известного устройства является большая длительность фронта и большая величина емкости времяэадающего ковденсатора. Цель изобретения - уменьшение длительности фронта выходных импульсов и емкости времязадаюцего конденсатора. Поставленная цель достигается тем, что в релаксационный генератор, со- . держащий зарядную цепь, накопительный конденсатор, параллельно которому включено разрядное устройство с управляемой выходной вольт-амперной характеристикой S -типа, состоящее из двух основных транзисторов разного типа проводимости с коллекторными резисторами и резистивными коллекторнобазовыми целями связи и дополнитель- 3 него транзистора, включенного между базами основных транзисторов и резистором в цепи базы, включен дополнительный конденсатор, соединенный с базой дополнительного и коллектором основного транзистора другого типа проводимости разрядного устройства На чертеже представлена схема релакса1щонного генератора. Релаксационный генератор содержит зарядный резистор 1 и накопительный конденсатор 2, параллельно которому включено разрядное устройство с выходной вольт-амперной характеристикой S -типа на двух транзисторах 3 и 4 разного типа проводимости с резисторами 5 и 6 в коллекторных цепях котшекторнобазовыми резисторами 7 св зи и дополнительный транзистор 8, эмиттер которого соединен с базой транзистора 3 того же типа проводимо ти, а коллектор - с базой транзистора 4 другого типа проводимости. В цепь базы дополнительного транзистора 8 включен резистор 9. Между базой дополнительного транзистора 8 и коллектором транзистора 4 другого типа проводимости вк-пючен дополнительный ковденсатор 10. В первый момент времени после вкл чения источника питания все транзисторы релаксационного генератора запе ты Накопительный конденсатор 2 заря жается через резистор 1. Дополнитепь ньш конденсатор 10 заряжается через последовательную цепь резисторов 1-5-7-9-6, По мере заряда дополнител ного конденсатора 10 напряжение на б зе дополнительного транзистора 8 уве личивается. Это приводит к уменьшению напряжения включения разрядного устройства с выходной вольт-амперной характеристикой S -типа. Как только указанное напряжение включения станет равным возрастающему напряжению на накопительном конденсаторе 2, транзисторы 3 и 4 начнут открыватьс и напряжения на коллекторных резисторах 5 и 6 начнут возрастать. Указанное увеличение напряжения через дополнительный ко1аденсатор 10 передается на базу дополнительного тран зистора 8, Это приводит к возрастанию токов базы и коллектора допол нительного транзистора и следовател но - основных транзисторов 3 и 4, что вызывает ускоренное нарастание напряжения на коллекторных резисто4pax 5 и 6 и еще большее увеличение тока дополнительного транзистора 8, Таким образом, замыкается цепь положительной обратной связи, что приводит к лавинообразному увеличению коллекторных токов транзисторов 3 и 4 и ускоренному переключению их в режим насыщения. Тем самлм укорачивается фронт импульсов на коллекторе транзистора 4, с которого снимаются выходные импульсы. После переключения транзисторов 3 и 4 дополнительный конденсатор разряжается через переходы база-эмиттер основного транзистора 3, дополнительного транзистора 8 и коллекторный резистор 6, а накопительный конденсатор 2 разряжается через устройство с выходной вольт-амперной характеристикой S -типа, напряжение на нем уменьшается. Как только оно уменьшается до напряжения выключения устройства с выходной вольт-амперной характеристикой S-типа, его основные транзисторы 3 и 4 начнут переключаться в запертое состояние, а напряжение на коллекторе транзистора 4 уменьшается. Уменьшение этого напряжения передается на базу дополнительного транзистора 8 через дополнительный конденсатор 10. В итоге все транзисторы 3, 4 и 8 устройства с выходной вОЛЬт-амперной характеристикой переключатся в запертое состояние, а напряжение включения устройства увеличивается, практически, до напряже1ия пробоя основных транзисторов 3 и 4, Конденсаторы 2 и 10 вновь начинают заряжаться. Этим определяется начало следующего периода работы релаксационного генератора, который происходит так же, как и предыдущий. Длительность выходных импульсов на коллекторе основного транзистора определяется постоянной времени цепи разряда накопительного конденсатора 2, емкостью этого конденсатора и параллельной цепью из двух коллекторных резисторов 5 и 6, а длительность интервала между импульсами, соответствующая длительности запертого состояния транзисторов 3, 4 и 8, определяется как постоянной времени цепи заряда накопительного ковденсатора 2, которая равнаС-л Н1С2, так и постоянной времени цепи заряда дополнительного ковденсатора и последовательной цепью из зарядного резистора I, KOJiJieKTopibix резисторов 5, 6 рези тора 7 в цени коллекторно-базовой св зи и резистора 9 в цепи базы дополнительного транзистора 8L.j,:iCq(( Чем больше ьл по сравнению сГо., тем в большей степени длительность интервала между импульсами определяется постоянной времени Tjj,. Увеличение последней легко обеспечивается увеличением сопротивлений резисторов цепи заряда дополнительного конденсатора 10, особенно сопротивления резистора 9 в цепи базы дополнительного транзистора, которое может быть на два-три порядка больше сопротивления зарядного резистора 1. Поэтому емкость второго конденсатора 9 может быть уменьшена на два-три порядка по сравнению с емкостью накопительного конденсатора 2 в известном релаксационном генераторе при тех же значениях длительности интервала между импульсами. Поскольку для генератора этого типа характерна большая скважность, период выходных импульсов в основном определяется постоянной времени цепи заряда дополнительного конденсатора 10, емкость которого может быть на два.-три порядке меньше емкости накопительного конденсатора в известном генераторе. Поскольку период в этом случае определяется в основном емкостью дополнительного конденсатора 10, емкость накопительного конденсатора 2 может быть уменьшена на два-три порядка. Включение второго конденсатора между базами дополнительного транзистора и коллектором транзистора другого типа проводимости отличает предлагаемяй релаксационный генератор от известного, так как позволяет значительно уменьшить длительность фронта выходных импульсов на коллекторе тран зистора и уменьшить емкость времязадающего конденсатора. Уменьшение фрон та выходных импульсов обеспечивает работоспособность предлагаемого релаксационного генератора на более, высоких частотах. На этих частотах, возможно повышение температурной стабильности частоты, так как укорочение фронта связано с ускорением термозависимых переходных процессов при переключении транзисторов, длительность которых на повышенных частотах сопоставима с периодом. В результате уменьшения емкости времязадамщего конденсатора расширена возможность миниатюризации и повышения температурной стабильности частоты релаксационного генератора особенно в миллисекундном диапазоне, где применяемые обычно конденсаторы имеют, большие габариты, вес и низкую температурную стабильность. Таким образом, расширяется диапазон частот, на которых может применяться простой релаксационный генератор. Формула изобретения Релаксационный генератор, содержащий зарядную цепь, накопительный конденсатор, параллельно которому включено разрядное устройство с управляемой выходной вольт-амперной характеристикой S -типа, состоящее из двух основных транзисторов разного типа проводимости с коллекторными резисторами и резистивными коллектор но- базовыми цепями связи и дополнительного транзистора, включенного между базами основных транзисторов и резистором в цепи базы, отличающийся тем, что, с целью уменьшения длительности фронта выходных импульсов и емкости накопительного ко11денсатора, включен дополнительный конденсатор, соединенный с базой дополнительного и коллектором основного транзистора другого типа проводимости разрядного устройства. Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1.Кублановский Я.С. Тиристорные устройства. П., Энергия, 1978, . 64. 2.Дьяконов В.П. Стабилизация реаксационных генераторов на приборах 3 -образной вольт-амперной харак еистикой. - Радиотехника, Т-27, 1972. № 4, с. 25-29.