Преобразователь постоянного тока в частоту импульсов Советский патент 1982 года по МПК H03K7/06 H03K3/02 

(5) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКЛ В ЧАСТОТУ

ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к автоматике и импульсной технике и может быть использовано для преобразования непр рывно изменяющегося тока в частоту импульсов. Известны преобразователи тока в частоту импульсов, выполненные на основе интегратора с периодическим сбросом, характеризующийся широким частотным диапазоном и диапазоном преобразуемых токов l и 2. Недостатком этих устройств являetcя относительная сложность. Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь постоянног тока в частоту импульсов,, выполненн в виде мультивибратора,также содержащий два транзистора с перекрестны ми коллекторно-базовыми связями, по ключенных эмиттерами к общей шине, первый транзистор непосредственно, а второй - через хронирующий конден сатор, и источник тока, подключенны параллельно хронирующему кочденсатоРУ 3. Недостаток этого устройства состоит в относительно узком диапазоне преобразуемых токов. Цель изобретения - увеличение диапазона преобразуемых токов. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь постоянного тока в частоту импульсов, выполненный в виде мультивибратора, содержащий два транзистора с перекрестными коллекторно-базовыми связями, подключенных эмиттерами к общей шине, первый транзистор непосредственно, а второй через хронирующий конденсатор, источник тока, подключенный параллельно хронирующему конденсатору, введен третий транзистор, включенный по схеме с общей базой, коллектор которого соединен с базой первого транзистора, а эмиттер - с эмиттером второго транзистора. 391 На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства. Устройство содержит транзисторы 1-3, конденсаторы 4 и 5, резисторы 6-8, источник 9 напряжения, источник 10 входного преобразуемого тока, в качестве которого можно использовать регулируемый источник напряжения с последовательно включенным резистором, диод 11. Стабилитрон 12 и резистор 13 не являются обязательными, принципиально необходимыми для работы устройства. Устройство работает следующим образом. При отсутствии тока от источника 10 транзистор 1 насыщен током, протекающим от источника 9 через резистор 7, а транзисторы 2 и 3 закрыт В случае, если транзисторы 1 и 3 гер маниевые, а транзистор 2 - кремниевый, то диод 11 для работы схемы не нужен, если же транзисторы 1 и 3 оди наковые, то необходим диод 11 для по лучения порога начала проводимости для транзистора 2 большим, чезм для транзистора 3 при подаче на них тока от источника 10. В рассмотренном состоянии, т.е. когда ток от источника 10 равен нулю преобразователь находится в устойчивом состоянии и не генерирует. Это состояние будет до тех пор, пока величина тока от источника 10 не превысит порог генерации преобразователя Порог генерации задается величиной сопротивления резистора 7, которая определяет ток базы транзистора 1 при отсутствии тока от источника 10, т.е. степень насыщения транзистора 1 Например, при токе выхода транзистора 1 из режима насыщения, равном 10 мКа, ток базы задается значительно большим, равным, например, (0,5 мА Этот ток (0,5 мЛ) практически и будет током начала генерации. Так как величина тока насыщения значительно больше величины тока выхода транзистора 1 из режима насыщения, то изменения параметров транзистора 1 практически не сказываются на работе предлагаемого преобразователя постоянного тока в частоту импульсов. При величине тока от источника 10 меньшей величины порога генерации пре образователя, транзистор 3 находится в активном режиме,при котором ток его коллектора практически равен току 4 эмиттера. Поэтому при появлении тока от источника 10 ток базы транзистора 1 уменьшается на величину тока коллектора транзистора 3- Когда ток от источника ТО достигнет величины порога генерации, т.е. тока, при котором транзистор 1 начнет выходить из режима насыщения в активный режим, при котором напряжение на его коллекторе увеличивается, начинает протекать ток базы и коллектора транзистора 2, возникнет лавинообразный процесс переключения транзисторов 1 и 2 чеоез элемент положительной обратной связи в качестве которого можно использовать конденсатор (либо резистор). Рассмотрим работу, когда в качестве элемента обратной связи использован конденсатор. После лавинообразного процесса запирания транзистора I и отпирания транзистора 2 током эмиттера транзистора 2 происходит перезаряд конденсатора 5, поскольку ток его эмиттера больше тока от источника 10. Время перезаряда конденсатора 5 током эмиттера транзистора 2 определяется временем перезаряда конденсатора k через резистор 7- При наличии стабилитрона 12 напряжение на конденсаторе 5 достигает напряжения пробоя стабилитрона 12 и далее останется постоянным. Если ограничитель, стабилитрон 12 отсутствует, то перезаряд конденсатора. 5 током эмиттера продолжается в течение всего времени открытого состояния транзистора 2, если время перезаряда конденсатора мало, или до тех пор, пока ток эмиттера транзистора 2 не станет равным или меньшим тока от источника 10. После того как напряжение на левом выводе конденсатора 4 изменит знак с положительного на отрицательный и достигнет напряжения порога проводимости база-эмиттерного перехода транзистора 1, возникнет лавинообразный процесс обратного переключения транзисторов, после которого транзистор 1 окажется в режиме насыщения, транзистор 2 закроется, а конденсатор 5 начнет заряжаться от источника 10 тока. Когда напряжение на конденсаторе 5 достигнет такой величины, при которой транзистор 1 выйдет иЗ режима насьш4ения, произойдет лавинообразный процесс переключения транзисторов, в результате которого транзистор 1