Ячейка укорочения длительности импульсов Советский патент 1981 года по МПК H03K3/315 

(54) ЯЧЕЙКА УКОРОЧЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к импульсной и радиоизмерительной технике, предназначено для укорочения длительности импульсов, и может быть применено в устройствах измерения длительности импульсов, в приборах формирования импульсов заданной длительности, устройствах широтно-импульсной модуляции и др.

Известно устройство на туннельных диодах, состоящее из двух элементарных переключающих ячеек и содержащее пять резисторов, две катушки индуктивности и два туннельных диода. Причем первая переключающая ячейка управляет состоянием второй переключающей ячейки. Каждая ячейка имеет независимые входы. Подбирая соответствующим образом режимы работ управляющей и управляемой ячеек можно заставить работать данное устройство в нескольких различных режимах и в частности, как усилитель импульсов в многокаскадном устройстве на туннельных диодах. Причем высота импульсов при прохождении через такое устройство непрерывно возрастает 1.

Недостаток этого устройства - нестабильность длительности фронтов выходных импульсов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является ячейка, выполненная на паре последовательно включенных туннельных диодов, зашунтированных конденсаторами, катод первого диода заземлен, а анод второго - соединен с клеммой смещения, к точке объединения диодов подключен через резистор вход и непосредственно - выход ячейки 2.

При использовании неидентичных туннельных диодов на результирующий вольтамперной характеристике пары туннельных

10 диодов заштрихованная площадь Si больше площади 5г, при этом имеет место эффект укорочения длительности импульсов и нестабильность длительности фронтов выходных импульсов, что является результатом 15 зависимости интервала времени dt укорочения длительности импульса от формы вольтамперных характеристик обоих туннельных диодов и нестабильности напряжения смещения туннельных диодов. Изменение напряжения питания и температуры приводит

20 к существенному изменению стабильности длительности фронтов выходных импульсов, вследствие необходимости применения в схеме диодов с неидентичными характеристиками. Для получения заданного времени укорочения величины наклонов вольтамперных характеристик диодов (время определяется соотношением наклонов на падающем участке вольтамперных характеристик туннельных диодов) должны быть различными и выдерживаться с высокой точностью, что затрудняет подбор пар диодов и приводит к увеличению погрешности установки времени укорочения.

Цель изобретения - повышение стабильности длительности фронтов выходных импульсов.

Поставленная цель достигается тем, что в ячейку укорочения длительности импульса, содержащую два последовательно включенных туннельных диода, зашунтированных конденсаторами, катод первого диода соединен с обшей шиной, а анод второго диода - с нотеициальной шиной, анод первого диода и катод второго диода - с выходом ячейки непосредственно и со входом ячейки через резистор, введены последовательно соединенные резистор и туннельный диод, подключенные параллельно первому туннельному диоду, причем анод туннельного диода соединен с обшей шиной.

Повышение стабильности длительности фронтов выходных импульсов в данной ячейке обусловлено тем, что в ней время укорочения определяется в основном величиной сопротивления вновь введенного резистора. При изменении температуры нестабильности время укорочения в основном определяется температурным коэффициентом сопротивления резистора, который может быть сделан достаточно малым. При изменении напряжения питания ячейки нестабильность времени укорочения за счет изменениу; положения рабочей точки на вольтамперных характеристиках туннельных диодов компенсируется изменением положения рабочей точки на вольтамперной характеристике вновь введенного обращенного диода.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема ячейки укорочения длительности импульсов; на фиг. 2 - вольтамперные характеристики первого и второго туннельных диодов с учетом влияния источника Е смещения (пунктирные линии), результирующая характеристика туннельного диода при сопротивлении резистора 8. (сплошная линия) и при конечной величине сопротивления резистора Rg (штрихпунктирная линия).

Ячейка укорочения длительности импульсов содержит два последовательно включенных между потенциальной шиной 1 и общей шиной 2 туннельных диода 3 и 4, конденсаторы 5 и 6, резисторы 7 и 8, туннельный диод 9, входную шину 10 и выходную 11.

Укорочение длительности импульсов происходит следующим образом.

В исходном состоянии туннельный диод 4 находится в состоянии низкого напряжекия (положение 1 на фиг. 2), а туннельный диод 3 в состоянии высокого напряжения (положение 2 на фиг. 2). В отсутствии цепочки резистор 8 - туннельный диод 9 (величина резистора Rj ) заштрихованные площади (фиг. 2) равны (S S2) при флуктуациях источника Е постоянного смешения независимо от формы вольтамперных характеристик идентично туннельных диодов 3 и 4. При включении цепочки резистор 8 - туннельный диод 9 за счет нелинейного тока через туннельный диод 9 происходит деформация результирующей вольтамперной характеристики, при которой всегда . Соотношение между площадями Si и S2 изменяется за счет изменения величины резистора 8.

При подаче на вход укорачивающей ячейки импульса положительной полярности при достижении его фронтом величины, равной величине вершины вольтамперной характеристики туннельного диода 4 и впадины на характеристике туннельного диода 3, происходит переброс укорачивающей ячейки, в результате которого туннельный диод 3 оказывается в состоянии низкого напряжения, а туннельный диод 9 - в состоянии высокого

напряжения. При действии на укорачивающую ячейку среза входного импульса происходит обратный переброс схемы в исходное состояние. Таким образом, на укорачивающей ячейке формируется импульс прямоугольной формы, длительность которого сокращена на величину Bt c,(C+Cj In-J

где Со - емкость туннельного диода;

С - емкость конденсаторов 5 или 6; RO- сопротивление резистора 8.

Формула изобретения

Ячейка укорочения длительности импульсов, содержащая два последовательно включенных туннельных диода, зашунтированных конденсаторами, катод первого диода соединен с общей шиной, анод второго диода - с потенциальной шиной, анод первого диода и катод второго диода - с выходом ячейки

непосредственно и со входом ячейки через резистор, отличающаяся тем, что, с целью повышение стабильности длительности фронтов выходных импульсов, в нее введены последовательно соединенные резистор и туннельный диод, подключенные параллельно

первому туннельному диоду, причем аьод туннельного диода соединен с общей шиной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

рис. 3.20.

X О-

10

.V,Ф

Вых

-о

а

. X

/