Формирователь высоковольтных прямоугольных импульсов Советский патент 1981 года по МПК H03K5/02 

t

Изобретение относится к импульсной . технике, а именно к формирователям прямоугольных импульсов,и может быть использовано для управления электронным потоком в электронно-оптических преобразователях и электроннолучевых трубках для импульсного питания усилителей света и электроаптических затворов.

Известно устройство для формирования высоковольтных прямоугольных импульсов, выполненное в виде цепи последовательно включенных транзисторов с последовательным питанием, входной транзистор цепи включен по схеме с общим эмиттером, а его база подключена к источнику запускающих импульсов, коллектор выходного транзистора цепи соединен через резистор с шиной питания и с выходом устройства, а-эмиттер каждого предвдущего транзистора соединен с базой, последующего транзистора последовательной резистивно-емкостной цепью tlj.

Из-за наличия резистора, шунтирующего переход база-эмиттер каждого транзистора по величине соизмеримого с величиной входного сопротивления транзистора, значительная часть тока разряда разделительного конденсатора, обеспечивающего открытое состояние транзистора в момент формирования плоской вершины импульса, замыкается, минуя вход транзистора. Это способствует более раннему появлению среза плоской вершины импульса, что в конечном счете, ведет к ухудшению низкочастотных свойств формирователя. Недостатком такого формирователя также является искажение плоской вершины импульса.

Цель изобретения - уменьшение искажений плоской вершины импу.тьса и упрощение устройства.

Указанная цель достигается тем, что в формирователе высоковольтных прямоугольных импульсов, выполненном в виде цепи каскадно включенных транэисторов с последовательным питанием входной транзистор цепи включен по схеме с общим эмиттером,а его база подключена к источнику запускающих импульсов,коллектор выходного транзистора цепи соединен через резистор с шиной питания и с выходом устрой1ства,а эмиттер каждого предьздущего транзистора со.единек с базой последу щего транзистора последовательной резистивно-емкостной цепью, переход коллектор-эмиттер выходного транзистора и каждая последовательная резистивно-емкостная цепь зашунтирована стабилитронами, между базой и эммитером входного транзистора включен резистор, а эмиттерные переходы остальных транзисторов зашунт роваHfaf диодами в обратном включении. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема формирователя прямоугольных импульсов. Формирователь содержит m последовательно включенных транзисторов i-1-l-m с общим нагрузочным резнето ром 2 разделительных конденсаторов 3-l-3-(m-l) цепи управления, m-l резисторов 4-1-4-(т -1 )цепи уиравле ИНН, m-I стабилитронов 5-1-5-(m-l) цепи управления, стабилитрона 6 выходного каскада, резистора 7 базовой цепи входного каскада и т-1 диодов (m-l) базовой цепи последующих транзисторов, Входом формирователя является базовая цепь транзистора 1выходом - коллекторная цепь транзист ра J-m, Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии все транзист ры закрыты, через нагрузочный резистоо 2, стабилитрон 6, стабилитроны 5-1-5-(m-l) и диоды 8-1-8-(m-l) протекает ток стабилизации. Этим током обеспечивается, с одной стороны, равномерное распределение напряжения питания между m транзисторами, ас другой, надежное закрытие транзисторов 1-2-1-т за счет падения напря жения на диодах 8-1 - 8-(т-1), пропускающих этот ток в прямом направлении. Закрытие транзистора 1-1 обес печивается выбором резистора 7. Разделительные конденсаторы 3-1-3-(т-1) заряжены до напряжения стабилизации каядого стабилитрона. При поступлени на вход формирователя пускового прямоугольного импульса положительной полярности достаточной амплитуды 14 транзистор 1-1 открывается, а затем переходит в насыщенное состояние, потенциал коллектора этого транзистора падает, и к переходу база-эмиттер транзистора 1-2 в первый момент прикладьюается напряжение, равное напряжению стабилизации стабилитрона 5-1. Емкость п -р-перехода стабилитрона обеспечивает форсированный перезаряд входной емкости транзистора l-2 чем обеспе 1ивается повьшенная крутизна фронта. Транзистор 1-2 открьшается потенциал базы транзистора падает.стабилитрон 5-1 выходит из режима стабилизаирии и затем отключается. Открытое состояние транзистора 1-2 поддерживается во время формирования плоской вершины входного импульса за счет тока разряда разделительного конденсатора 3-1 по цепи, состоящей из резистора 4-1, перехода база - эмиттер транзистора 1-2, перехода коллектор - эмиттер транзистора 1-1. Описанный процесс срабатьшания двух каскадов устройства распространяется на последующий каскад. Таким образом, последовательное падение потенциалов коллекторов транзисторов, начиная с входного и. кончая выходным, обеспечивает формирование фронта прямоугольного импульса и плоской его вершины до момента формирования среза. По окончании пускового импульса начинается процесс восстановления исходного состояния формирователя. Ток протекающий по переходу база-эмиттер выходного транзис тора 1-1 прекращается, транзистор закрывается. Теперь ток, протекающий через переход коллектор-эмиттер транзистора 1-2 протекает через диод 8-2 и стабилитрон 5-1. На диоде образуется падение напряжения, обеспечивающее надежное закрытие транзистора 1-2, а стабилитрон 5-1 возвращается в режим стабилизации. После закрытия транзистора 1-1 происходит подзаряд конденсатора 3-1 до исходного напряжения. Рассмотренный процесс закрытия транзистора, восстановление режима стабилизации стабилитрона и подзаряд конденсатора напряжения распространяется и на другие каскады, что приводит к уменьшению тока через резистор 2, а следовательно, к формированию среды прямоугольного импульса. Цепочка стабилитронов 5-1-5-(m-l) 6 и диодов 8-1-8-(m-l), подключенных одним концом к эмиттеру входного транзистора, а другим к коллектору выходного транзистора, обеспечивает равномерное распределение напряжений между каскадами,способность к ускоренному формированию фронта импульса защиту транзисторов от возможного пе ренапряжения в момент формирования фронта и среза импульса, стабилизацию амплитуды выходного импульса при изменении напряжения питания формирователя. Вместе с последовательными резистивно-емкостными цепями указанная цепочка стабилитронов обеспеч вает возможность создания равнозначн условий запуска каждого транзистора за счет выбора одинаковых величин сопротивлений резисторов, емкостей конденсаторов и однотипных диодов и стабилитронов. Применяя в формирователе транзисторы типа р-п-р можно обеспечить получение высоковольтного импульса положительной полярности. При этом диоды и стабилитроны вкл очаются в соответствии с измененной полярность питающего формирователь напряжения. Предлагаемый формирователь высоковольтных прямоугольных импульсов можно эффективно использовать для создания малогабаритной радиоэлектронной аппаратуры. Формула изобретения Формирователь высоковольтных: пря моугольных импульсов, выполненный в виде цепи каскадно включенных транзисторов с последовательным питанием, входной транзистор цепи включен по схеме с общим эмиттером, его база подключена к источнику запускающих импульсов, коллектор выходного транзистора цепи соединен через резистор с шиной питания и с вькодом устрой- . ства, а эмиттер каждого предьщущего транзистора соединен с базой последукицего транзистора послздовательной резистивно-емкостной цеци о тличающийся тем, что, с целью уменьшения искажений плоской вершины импульса и упрощения устройства переход коллектор-эмиттер выходного транзистора и каждая последовательная резистивно-емкостная цепь зашунтирована стабилитронами, между базой и эмиттером входного транзистора включен резистор, а эмиттерные переходам остальных транзисторов зашунтиррваны диодами в обратном включеИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР по заявке № 2700549Л8-21, кл, Н 03 К 4/62, 25.12.78.