Пороговое устройство Советский патент 1981 года по МПК G05B1/01 

1

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и предназначено для использования в устройствах для моделирования движения руслового потока при переключении резисторов в блоке моделирования гидравлических характеристик речного русла.

Известно пороговое устройство,состоящее из входного транзистора, в коллекторную цепь которого включен резистор, а параллельно коллектору входного транзистора включены последовательно соединенные два резистора, один из которых шунтирован конденсатором, а второй соединен с базой выходного транзистора и с шиной нулевого потенциала. При этом в коллектор выходного транзистора включен резистор. Эмиттеры входного и выходного транзисторов соединены и подк.пючены к- резистору, соединенному с шиной нулевого потенциала 1.

Недостатком такого триггера является большая петля гистерезиса, низкая начальная чувствительность, что не дает возможности использовать его в схемах для моделирования движения рус.ювого потока, где выходное сопротивление источника входного сигнала

меняется в широких пределах, петля гистерезиса должна быть возможно меньшей, а начальная чувствительность должна быть большой. Это особенно проявляется в том случае, когда в коллектор выходного транзистора вместо резистора включена обмотка реле. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является

10 пороговое устройство, выполненное из входного ключевого транзистора, в коллекторную цепь которого включен резистор, а параллельно коллектору вк.пючены два последовательно соеди15ненных резистора, один из которых шунтирован конденсаторюм, а второй соединен с базой выходного ключевого транзистора и с шиной нулевого потенциала. В коллектор выходного

20 ключевого транзистора включен резистор. При этом в эмиттер выходного ключевого транзистора дополнительно включены два резистора, один из которых соединен с эмиттером входного

25 транзистора. В этом устройстве умесчшение петли гистерезиса достигается тем, что параллельно резистору,вк.гпочаемому в эмиттер выходного транзит-тора, дополнительно включаются два

30 последовательно соединенных резне-тоpa,один из которых соединен с эмиттером выходного транзистора 2. К числу недостатков относится трудность использования этой схемы, когда разница между сопротивлением, вкпючаемым в коллектор входного транзистора, и сопротивлением,включаемым в коллектор выходного транзис тора, достаточно велика. Такая схема дает удовлетворительные результаты, когда в коллекторах транзисторов включены довольно большие резисторы. Сопротивление резистора(Включаемо го в эмиттер входного т -анзистора, также не должно быть слишком мало. Поэтому при существующей разнице меж ду сопротивлением коллекторного резистора входного транзистора и малым сопротивлением обмотки реле, BKjpo4ae мым в коллектор выходного транзистора, разница между величинами сопро тивлений, включаемых в эмиттер входного и выходного транзистора, может быть вполне определенной. Это ограничивает возможность использования такого устройства в случае замены резистора в коллекторе : выходного транзистора обмоткой реле. Цель изобретения - устранение указанного недостатка в пороговом устройстве с реле, а именно повьаиение точности за счет уменьшения ширины петли гистерезиса. Поставленная цель достигается тем что в пороговое устройство, содержащее входной ключевой транзистор,, база которого подключена к входу уст ройства, выходу делителя напряжения смещения и через ограничивающий диод - к шине нулевого потенциала, а коллектор через первый ограничивающий резистор соединен с источником питающего напряжения, и выходной ключевой транзистор, коллектор которого через параллельно включенные об мотку реле и шунтирующий диод подключен к источнику питающего напряже ния, база соединена с выходом делите ля напряжения на резисторах, включен ного между коллектором входного ключевого транзистора и шиной нулевого потенциала, причем эмиттеры входного и выходного ключевых транзисторов через дополнительно включенные второй ограничивающий резистор и тепло компенсирующий диод соединены с шино нулевого потенциала, введен дополни тельный делитель напряжения на резис торах, включенный между коллектором входного ключевого транзистора и шиной нулевого потенциала, выход ко торого подключен к базе входного клю чевого транзистора. На чертеже показано устройство. Пороговое устройство содержит де литель напряжения смещения, выполне ный на резисторах 1 и 2, задающих исходное напряжение на базу второг ключевого транзистора 3, ограничиваюий диод 4, ограничивающий величину положительного напряжения на входе устройства, дополнительный делитель напряжения на резисторе 5, соединенном с базой входного транзистора 3 и резисторах 6 и 7, ограничивающий резистор 8, соединенный с коллектором входного ключевого транзистора 3,делитель напряжения на резисторах 9 и 10, у которого резистор подключен к коллектору входного ключевого транзистора 3, а резистор 10 соединен с базой выходного ключевого транзистора 11 . В коллектор транзистора 11 включена обмотка реле 12, шунтированная диодом 13, эмиттеры транзисторов 3 и 11 подключены к ограничивающему резистору 14, соединенному с термокомпенсирующим диодом 15. Диод 15 служит для компенсации температурного дрейфа порогов срабатывания и отпускания устройства. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии транзистор 3 проводит электрический ток, транзистор 11 заперт. Так как транзистор 3 открыт, то напряжение между его эмиттером н коллектором очень мало, поэтому напряжение, подаваемое с коллектора транзистора 3 в его базу, также очень мало и практически не играет никакой роли. При запирании транзистора 3 транзистор 11 открывается. При этом на резисторе 14 создается падение напряжения, но оно больше, чем в случае, когда транзистор 3 был открыт. Так как резисторы б и 7 подключены к коллектору транзистора 3, то при его запирании к базе транзистора 3 подается отрицательный потенциал. При этом разность потенциалов между базой и эмиттером входного транзистора уменьшается, но она не достаточна для того, чтобы этот транзистор открылся. Величина напряжения, подаваемого к базе транзистора 3 может регулироваться в очень широких пределах,при этом регулируется петля гистерезиса и начальная чувствительность схемы. При открывании транзистора 3 схема возвращается в исходное состояние. Использование предлагаемого порогового устройства с реле выгодно отличает его от указанного известного, так как не требует двух и более источников питания, дает возможность использовать любой тип реле, задать требуемую петлю гистерезиса или свести ее к минимально возможньг 1 значениям. При этом начальная чувствительность схемы может быть очень высокой без дополнительных усилий входно го сигнала. Формула изобретения Пороговое устройство, содержащее входной ключевой транзистор, база ко торого подключена к входу устройства выходу делителя напряжения смещения и через ограничивающий диод - к шине нулевого потенциала, а коллектор через первый ограничивающий резистор соединен с источником питающего напряжения, и выходной ключевой транзистор, коллектор которого через параллельно включенные обмотку реле и шунтирующий диод подключен к источни ку питающего напряжения, база соединена с выходом делителя напряжения на резисторах, включенного между коллектором входного ключевого транзистора и шиной нулевого потенциала, причем эмиттеры входного и вы ;ходного ключевых транзисторов через последовательно включенные второй ограничивающий резистор и термокомпенсирующий диод соединены с шиной нулевого потенциала, отличающееся тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения ширины петли гистерезиса, в него введен до.;олнительиый делитель напряжения на резисторах, включенный между коллектором входного кл эчевого транзистора и шиной нулевого потенциала, выход которого подключен к базе входного ключевого транзистора. I Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Степаненко И.П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. М., Энергия, 1973, с. 481-487. 2.В помощь радиолюбителю. Вып.52 изд-во ДОСААФ, 1976, с. 73-77 (про|ТОТИП) .

-

(-с±зсрН