Генератор импульсов,управляемый напряжением Советский патент 1982 года по МПК H03K3/353 

(54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ, УПРАВЛЯЕМЫЙ НАПРЯЖЕНИЕМ

1

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для использования в радиоэлектронной аппаратуре различного назначения, в частности в системах фазовой автоматической подстройки частоты (ФАПЧ).

Известны генераторы импульсов, управляемые напряжением (ГУН), используемые в радиоэлектронных устройствах как генераторы опорного напряжения в системах ФАПЧ 1.10

Недостаток таких генераторов - нестабильность частоты.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ГУН, содержащий первый, второй и третий инверторы 15 на комплиментарных МДП-транзисторах, между входом и выходом первого инвертора включен конденсатор, выход второго инвертора, образующий выход ГУН, соединен со входом третьего инвертора. Последовательно с транзисторами первого инвертора включены управляемые напряжением транзисторы 2.

Недостатком этого генератора является то, что он имеет значительную нестабильность частоты, поскольку для такой схемы имеем

Цн W(2 , С).

(I)

где I np-TOK генератора тока;

Х/и.п напряжение источника питания.

Из приведенного соотнощения видно, что частота ГУН зависит от температуры, поскольку ток генератора тока значительно зависит от температуры и от изменений напряжения источника питания. Нестабильность частоты ГУН приводит ко многим нежелательным явлениям, например к расщирению полосы захвата системы ФАПЧ, введению сложных схем поиска частоты в систему ФАПЧ, а в ряде случаев из-за нестабильности частоты ГУН систему ФАПЧ нельзя использовать.

Цель изобретения - повышение стабильности частоты ГУН.

Поставленная цель достигается тем, что в ГУН, содержащий первый, второй и третий инверторы на комплиментарных МДПтранзисторах, первый и второй МДП-транзисторы, первый конденсатор, щину питания и общую, управляющую и выходную шины, выход первого инвертора подключен к одной обкладке первого конденсатора, сток первого МДП-транзистора подключен к истоку первого МДП-транзистора первого инвертора, исток подключен к общей шине, а затвор - к управляюшей щине, выход второго инвертора подключен к выходной шине, введены третий и четвертый инверторы на комплиментарных МДП-транзисторах, второй конденсатор, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой МДП-транзисторы и интегратор, вторая шина смещения, первый и второй резисторы, причем вторая обкладка первого конденсатора через первый резистор подключена к выходу второго инвертора, вход которого объединен с входом третьего инвертора и подключен к средней точке последовательно включенных третьего и четвертого МДП-транзисторов, вход первого инвертора объединен с входом четвертого инвертора и подключен к средней точке последовательно включенного пятого и 1лестого МДП-транзисторов, истоки четвертого и пятого МДП-транзисторов объединены и подключены к стоку второго МДПтранзистора, исток которого подключен к общей щине, а затвор - к первой щине смещения, истоки третьего и шестого МДП-транзисторов объединены и подключены к шине питания, а их затворы также объединены и подключены к второй щине смещения, выходы третьего и четвертого инверторов соединены через последовательно включенные второй резистор и второй конденсатор, средняя точка которых подключена к затвору четвертого МДП-транзистора, средняя точка первого конденсатора и первого резистора подключена к затвору пятого МДП-транзистора, а объединенные исток первых МДП транзисторов третьего и четвертого инверторов подключены к стоку седьмого МДП-транзистора, исток которого подключен к общей шине, а затвор - к третьей шине смещения, истоки вторых МДП-транзисторов всех инверторов подключены к щине питания, а исток первого МДП-транзистора второго инвертора соединен со стоком первого МДПтранзистора, тип проводимости третьего и шестого МДП-транзисторов противоположен типу проводимости первого, второго, четвертого, пятого и седьмого МДП-транзисторов.

На чертеже представлена схема генератора.

Устройство содержит три инвертора 1 - 3, управляющий транзистор 4, токостабилизатор 5, конденсатор 6 одной времязадающей цепочки, шины 7 и 8 питания, к затвору управляющего транзистора приложено управляющее напряжение 9, выходом ГУН служит выход второго инвертора 10, затвор второго транзистора 11 первого инвертора сееоединен со входом четвертого инвертора 12, также содержит конденсатор

13 второй времязадающей цепочки и компаратор, состоящий из транзисторов 14- 17 и токостабилизатора, опорный транзистор 18 для третьего и четвертого инверторов. На затворы нагрузочных структур компаратора 19 подается напряжение смещения, последовательно с конденсаторами времязадающей цепочки включены резисторы 20 и 21 на затвор 22 токостабилизатора подается напряжение смещения, далее содержит транзисторы 23 и 24 третьего и четвертого инверторов одинакового типа проводимости. На затвор 24 опорного транзистора подается напряжение смещения, транзисторы 26- 29 всех инверторов имеют одинаковый тип проводимости, противоположный типу проводимости транзистора 30 второго инвертора.

Анализ схемы ГУН показывает, что период импульсных колебаний будет

Т,,,1о(К, + г,)1упрГ5 /1упр -Ь2С,1яр (RZ+TT) -Цг l/U,

где IP - ток в опорном транзисторе 18; J то же, в управляющем 4; се. - емкость конденсатора 6; ) -р сопротивления резисторов 20

и 21 соответственно;

r,,rj,rjH г -сопротивления транзисторов

26-29 соответственно в открытом состоянии.

Поскольку fryH , то при I 0 ЬпрС, С2, Ri R2 и одинаковом сопротивлении переключателей получаем

fr.H 0,25/(R,-C,),

(3)

т. е. частота не зависит от элементов схем (сопротивлений переключателей, токов генераторов тока, напряжения источника питания) и ее стабильность определяется стабильностью элементов RC.

Предлагаемое устройство обладает стабильностью частоты, расширяет диапазон 5 применения систем ФАПЧ, а также может использоваться и в другой радиоэлектронной аппаратуре, поскольку ГУН с повышенной стабильностью частоты позволяет увеличить точность и расширить диапазон применения многих узлов и устройств, его использующих, например повысить точность преобразователей напряжения-частота.

Формула изобретения

1. Генератор импульсов, управляе.мый напряжением, содержащий первый, второй и третий инверторы на компли.ментарных МДП-транзисторах, первый и второй МДП