Пороговое устройство /его варианты/ Советский патент 1982 года по МПК H03K5/08 G05B1/01 

Изобретение относится к импу льсной технике и может быть использова но при построении аналого-цифровых преобразователей. Известны йороговые устройства, содержащие туннельный диод, катод которого подключен через два резистора с входной клеммой, транзистор и конденсатор 1. Недостатком т-аких устройств является наличие гистерезиса. Наиболее близким к предлагаемому является пороговое устройство, содержащее два туннельных диода 2. Недостатком известного устройства является наличие гистерезиса. Цель изобретения - устранение гистерезиса. Для достижения поставленной цели в пороговое устройство, по первому варианту, содержащее два туннельных диода, введены диоды, катушки индуктивности и перестраиваекый генератор тока, при этом первого туннельного диода, первого и третье го диодов и выход перестраиваемого генератора тока объединены и подклю чены к вхо.юй и выходной шинам, а катод первого туннельного диода подсоединен непосредственно к аноду второго туннельного диода, юрсз первую катушку индуктивности к катоду первого диода а через последовательно соединенные второй диод и вторую катушку индуктивности к.шине нулевого потенциала, подключенной к катоду второго туннельного диода, причем катод третьего диода подключен к источнику смещения. По второму варианту в пороговое устройство, содержащее два туннельных диода, введены диоды и перестраиваемый генератор тока, при этом аноды первого туннельного диода, первого и третьего диодов и выход перестраиваемого генератора тока объединены и подключены к входной и выходной шинам, а катод первого туннельного диода подсоединен непосредственно к катоду третьего диода, аноду второго туннельного диода и аноду второго диода, катодом подключенного к шине нулевого потенциала, причем катод третьего диода подключен к источнику смещения. На фиг. 1 изображена принципиальная схема порогового устройства,первый вариант; на фиг. 2 - то же, второй вариант; на фиг. 3 - временчые диаграмма, поясняющие работу

порогового устройства; на фиг. 4 вольт-амперная характеристика туннельного диода.

Пороговое устройство (фиг. 1) состоит из туннельных диодов 1 и 2, диодов 3-5, катушек 6 и 7 индуктивности и перерастраиваемого генератора 8 тока. Аноды туннельного диода 1 и диодов 3 и 5, а также выход перестраиваемого генератора 8 тока Объединены и являются входом и выходом порогового устройства.

Катод туннельного диода 1 соединен с анодом тунне-льного диода 2 и через диод 4 и катушку индуктивности 7 - с шиной нулевого потенциала, к которой подключен и катод туннельного диода 2..Катод диода 5 подключен к источнику смещения.

Пороговое устройство (фиг. 2) состоит из туннельных диодов 9 и 10, диодов 11 - 13 и перестраиваемого генератора 14 тока. Аноды туннельного диода 9 и диодов 11 и 13, а также выход перестраиваемого генератора 14 тока объединены и являются входом порогового устройства. Катод туннельного диода 9 соединен с катодом диода 11 и анодами туннельного диоца 10 и диода 12, катод которых соединены с шиной нулевого потенциала, а катод диода 13 подключён, к источнику смещения.

Пороговое устройство по первому варианту работает следующим образом

Туннельные диоды 1 и 2 имеют. близкие по величине пиковые точки I. и идентичные вольт-амперные ха- рактеристики. Диоды 3 - 5 имеют напряжение отпирания UQ меньше напряжения впадины на вольт-амп.ерной характеристике туннельного диода (фиг. 1).

На катоде диода 5 создано напряжение смещения UCAA таким образом, чтобы суммарное напряжение было меньше напряжения раствора туннельных диодов 1 и 2. Перестраиваемь1й генератор тока вырабатывает ток 1.. величина и направлен 1е которого обеспечивают требуемый порог срабатыва;ния порогового устройства.

Если ток Ij Igx -пп превышает величины IP, он полностью проходит через туннельные диоды 1 и 2, поскольку диоды 3 - 5 закрыты. При этом на выходе порогового устройства низкий выходной потенциал (Ug,j и,, где Up - напряжение пика При превышении 1 величины 1 срабатывает один из туннельных диодов допустим туннельный диод 3 Между нулевой и выходной шинами возникает перепад напряжения, диоды 3 и 5 открываются, отводя часть тока из туннельного диода 1, вследствие чег напряжение на туннельном диоде начи

нает спадать, причем скорость спада определяется величиной катушки 6 индуктивности. При этом с той же скоростью происходит следующее перераспределение тока 1.,.В момент переброса туннельного диода 1 ток 1 протекает полностью через него. В первый момент после переброса ток 1 распределен между диодом 5 и туннельным диодом 1. Далее, за счет напряжения на туннельном диоде 1, происходит увеличение тока в цепи диод 3- - катушка 6 ;индуктивности туннельный диод 2 и уменьшение тойа в цепи диода 5. Выходное напряжение при этом остается несколько большим ид5, но постепенно уменьшается за счет шунтирования цепи катушки 6 индуктивности. В момент времени, когда выходное напряжение снизится до Цд диод 5 закрывается и весь.ток 1 протекает через туннельный диод 2, пар,аллел но соединенный диод 1 и цепочку диЪд 3 - катушка 6 индуктивности. Этим создаются необходиь«ле условия для срабатывания туннельного диода 2, .так как весь ток l протекает через этот диод. Туннельный диод 2 срабатывает и на нем возникает перепад напряжения,шунтирующий частично диодом 5. Поскольку ток в цепи катушка индуктивности 6 - диод 3 в силу наличия инерционного звена изменяется относительно медленно, в первый момент после возникновения скачка напряжения на туннельном диоде 2 ток в диод 5 ответвляется из туннельного диода 1, что ускоряет его обратное срабатывание. Когда напряжение на -туннельном диоде 1 станет меньше и диод 3 закроется-, весь ток IjT начнёт протекать через туннельный диод 1, он срабатывает и т.д.

В течение процесса генерации на вы.ходе порогового устройства поддерживается напряжение Ug(,| Uf- -v U Од, близкое к постоянному. Генерация продолжается до тех прр, пока ток Ij не станет меньше величины 1ц, после чего очередной туннельный диод не сработает и н-а выходе порогового устройства установится низкий выходной потенциал.

Диод 5, кроме функций предотвращения одновременного срабатывания туннельных диодов и отвода излишнего входного тока, стабилизирует выходное напряжение порогового устройства.

Пороговое устройство,по второму варианту работает аналогичным образом, с той разницей/ что ток через диоды 11 и 12 (фиг. 3) в силу отсу ствия инерционного звена нарастает со скоростью, определяемой быстродействием самих ииодов, vcлaвливaя тем самым болынум частоту генерации и соответственно меньшее время выключения. Устранение гистерезиса в предлаraevBJX пороговых устройствах достигается тем, что порог включения и выключения в них определяется одной и той же величиной пикового тока. Пороговые устройства по обоим вариантам имеют одинаковое время вклю чения, однако пороговое устройство .по первому варианту более стабильно в работе, а. по второму - имеет мень шее (по сравнению с первым) время выключения. Формула изобретения 1. Пороговое устройство, содержащее два туннельных диода, о т л и чающееся тем, что, с целью .устранения гистерезиса, в него введены диоды, катушки индуктивности и перестраиваемый генератор тока, при этом аноды первого туннельного диода, первого и третьего диодов и выхо перестраиваемого генератора тока объединены и подключены к входной и выходной шинам, а катод первого туннельного диода подсоединен непосредственно к аноду второго туннель ного диода, через первую катушку индуктивности к катоду первого диода, а через последовательно соединенные второй диод и вторую катушку индуктивнос,ти к Шине нулевого потенциала, подключенной к катоду второго туннельного диода, причем катод третьего диода подключен к источнику смещения. 2. Пороговое устройство, содержащее два туннельных диода, о т л и1ающееся тем, что, с целью устранения гистерезиса при уменьшении времени выключения, в него введены диоды и перестраиваемый генератор тока, при этом аноды первого туннельного диода, первого и третьего диодов и выход Перестраиваемого генератора тока объединены и подключены к входной и выходной шинам, а катод первого туннельного диода подсоединен непосредственно к катоду третьего диода, аноду второго туннельного диода и аноду второго диода, катодом подключенного к шине нулевого потенциала, причем катод третьего диода подключен к источнику смещения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 586561, кл. Н 03 К 5/23, 02.04.75. 2.Авторское свиде.тельство СССР № 337732, кл. G 01 R 25/04,17.03.70(прототип).

0tfr.J

Л/г 0

V

П

/j

sv/y

/ff V/ /

(ffff-t