Формирователь прямоугольных импульсов Советский патент 1982 года по МПК H03K5/12 

1

Изобретение относится х импульсной технике и предназначено для формирования прямоугольных импульсов при обработке слабых сигналов, например, поступакяцих от фотоприемника в преобразователях перемещения.

Известен формирователь прямоугольных импульсов для преобразования перемещений. В данной схеме роль формирователя импульсов выполняют компаратор, собранный на микросхеме К553УД1, и транзисторные усилители, собранные на дискретных элементах по схеме с общим эмиттером Cl

- - ...

Однако данное устройство обладает такими недостатками, как сложность схемы, большое количество навесных элементов, плохая приспособленность к реактивной нагрузке, отсутствие защиты or короткого замыкания.

Наиболее близким по технической супьиости к предлагаемому является генератор прямоугольных имвульсов, содержащий

триггер на двух транзисторах с коллектор, но-базовыми связями, вкотором резисторы в цепях коллекторов транзисторов соединены соответственно с эмнттерами третьего и четвертого травзистор(«, коллекторы которых подключены к шине п тания r2J.

Недостатками данного устройства я&ляются невысокое быстродействие, влияние на работоспособность реактивной нагрузки и отсутствие защиты от короткого замыкания.

Цель изобретения - устранение пер численвых недостатков, т.е. расширение функ1ШО|&льв11х возможностей и повышение быстродействия устройства.

;Поставлеиная цель достигается тем, что в формирователь прямоугольных импульсов, содержащий триггер на двух транзисторах с коллекторно-базовыми связями, коллекторные резисторы соеди- невы соответственно с эмиттером третьего и четвертого транзисторов, коллекто-: ры KOTojbix подключены к шине питания, введенв; пять дополнительных транзисторов, причем третий и четвертый основные транзисторы выполнены составными, в коллекторно-бааовые связи триггера введены резисторы, а эмиттеры транзисторов триггера соединены с общей шиной, при этом источник сигнала соединен с базой перврго дополнительного транзистора, эмиттер которого соединен с обшей птHOiR, а коллектор - с базой первого соотавного транзистора и через резистор с шиной питания, коллектор и база второго дополнительного транзистора соединены соответственно с базой и эмиПером перврго составного транзистора, а эмиттер второго дополнительного транзистора соединен с первым выходом триггера и первым выходом устройства, база третьего дополнительного травзистора соедвн нена с базой первого составного транзистора, коллектор соединен с шиной питания а эмиттер - с общей шиной через реаис торный делитель, выход которого соединен с базой четвертого дополнительного травзистора, эмиттер которого соединен с общей швной, а коллектор - с базой второго составного транзистора и через резистор с шиной питания, коллектор и база пятого дополнительного транзистора соответственно соединены с базой и эмит тером второго составного транз1Й:тора, а эмиттер соединен с вторым вьгходом три1 гера и вторым выводом устройства. На чертеже приведена принципиальная схема формирователя прямоугольных импульсов. Фо{ж«ирователь содержит входной траноистор 1, база которого служит входом формирователя, а эмиттер соединен с общей шиной источника питаниг. Коллектор транзистора 1 через резистор 2 подсоеци кеп к полохсительной шине источника пвтания. К коллектору транзистора 1 подсоединена база составного транзистора 3 коллекторы которого подсоединены к поло жительной шине источника питания, а эмиттер через низкоомный резистор 4 и транзистор 5 - к отрицательной шине источника питания. К коллектору травзво тора 1 подсоединен коллектор транзистор 6, база которого соединены с амнттером составного транзистора 3, а эмиттер - с коллектором травзистора 5. К коллектору транвистора 1 подсоедвнева база травзвс тора 7, коллектор которого соедввев с положительной швной всточввка пвтання, а амиттер через реэвсторвый делвтель.г состоящий из резисторов 8 и б подключен к отрицательной шине источника литания. К средней точке данного целителя подсоединена база транзистора 10, эмиттер которого соединен с отрицательной шиной источника питания, а коллектор подключен через резистор 11 к положительной шине источника питания. К коллектору транзио тора 10 подключена база второго соста но1 о транзистора 12, коллекторы которого подключены к положительной шине иоточника питания, а эмиттер через низкоомный резистор 13 и транзистор 14 к отрицательной шине источника питания. К коллектору транзистора 10 подключен оллектор травзистора 15, база которого подключена к эмиттеру составного тран- встора 12, а эмиттер - к.коллектору травзистора 14, так что низкоомшлй резистор 13 шунтируется nepexcacsvi базаэмиттер транзистора 15. Эмиттеры тра звсторов 5 и 14 подключены к общей ш№не, а. коллекторя 1 - к низкос(ным резвоторам 4 и 13 соответственно. Базы этих травзисторов через резисторы 16 в 17 подключены к колл сторам противоположи ных травзисторов 5 и 14 соответственно. Формирователь импульсов работает следующим образом. После поступления положительного напряжения на базу транзистора 1 он отк швается в шунтирует базу составного травзвстора 3 на общую швну в закрывает его. Ток, протекаюшвй через реэвоторы 4 в 16 на базу тракэвстора 14, прекращается в данный транзистор закрыт. Ив-эа отсутствия положительного поте циала ва коллекторе травзвстора 1 транзвсторы 7 в 10 также закрыты, поэтому составной трагоистор 12 открыт и ва выходе 18 а 1соквй потевпвал. В данный момевт через резистор 17 протекает ток на базу траювстора 5, который держвт его в открытом состояввв в ва сыходе 19 - ввзквв потевцвал. В случае отсутствия положительного вапряженвя ва базе траювстора 1 ов закрывается в откгя. вает составвой травзвстор 3. Ток, проходятшЛ через составвой травзвстор 3 резисторов 4 в 16 на базу травэвстора 14, открывает его, ва Buitoae 18, высо хвй потешшал падает и ток через резвотор 17 ве поступает,, тра овстор 5 закрыт в вавшходе 19 появляется высоквй потевпвал, так как в тот же момевт открываются тракэвсторы 7 в 1О. Оперы- тый травэвстор 1О шувтврует базу соотавного транзистора 12 на общую шину и закрывает- его. В предлагаемом формирователе предусмотрено двойное формирования фронтов выхояяых импульсов: 1 - непосредстве но усилительными транзисторами 1,3,10 и 12; 2 - транзисторами 5 и 14, сое диненными между собой по принципу триг гера. Такое включение тра нэисторов способствует быстрому переключешпо выходного напряжения, а также исключевюо сдвига фаз между выходными импульсами поскольку транзисторы 5 и 14 одновременно не могут находиться в открытом и закрытом состоянии. Четкое переключе нве выходного напряжения обоих каналов является основным требоваиием, наприме для преобразователя перемещения, ибо ат непосредственно отражается на точности измерений. При коротком замыкании одного вз выходов на общую шину, например, выхода 18, в момент, когда составной тра знстор 12 открыт, через резистор 13 протекает ток короткого замыкания и ctv здавшийся на нем перепад напряжения открывает транзистор 15, который шуитирует базу составного транзистора 12 на общую шину.и закрывает его. В случае замыкания того же выхода на положительную шину источника питания в мсчдент, когда транзистор 14 открыт, ток короткого замыкания протекает через резистор 17 на базу транзистора 5. Он мгиовенно отк1я 1вается и через резистор 16 шуигирует базу транзистора 14 ва общую щину, который мгновенно зак хлвается н ток в цепи прекращается. Диалогичные процессы происходят в случае замыкайся выхода 19 на шины источника питания. Таким образом, схема полностью защищена от токов (короткого замыкания на обе шины источника питания. Схема достаточно хорошо работает в при довольно больших реактивных нагрузках. В случае реактивиой нагрузки формирователя вмпульссж во время переключ ния схемы ва выходных транзисторах дополшггельные токи (токи пер&зарядкв вввшией цепи), которые создают перепады вшфяжевня иа выходных тра ансторах. Что всключвть вх влвявве, включен траювстор 7, управляемый от трвюнстора 1. В атом случае каждый шходвой каскад схемы работает самостоятельво в 1юзаввсвмо друг от друга. рвздвпеввв выходных каскадов н от сутствве бопьшвх сопркотввленвй в пепв нагрузки позволяет включение большой реактивной нагрузки, которая однако не искажает выходной сигнал. Таким образом, предлагаемое .устройство обеспечивает достижение.положиткгьного эффекта. (Формула изобретения Формирователь прямоугольных wMjtyntr;Сов, содержащий триггер на двух травзиог торах с коллекторно-базовыми связями, Причем коллекторные резисторь соединены соответственно с эмиттером третьего и четвертого траюисторов, коллекторы которых подключены к шине питания, о т ли чающийся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей и повышения быстродействия, в него введены пять дополнительных транзисторов, причем третий и четвертый основные травзвсторы выполнены составными, в коллекторио-базовые связи триггера введены резисто ял, а эмиттеры травзисторов триггера соединены с общей ш ной при этом источник сигнала соединен с базой первого дополнительного траюиотора, эмиттер которого соединеи с общей шиной, а коллектор - с базой Первого ооотавного транзистора и через резистор с шиной питания, коллектор и база второго дополнительиого транзистора соединены соответственно с базой и эмиттером первого составиого транзистора, а эмиттер второго дополнительного транзистора со&динен с перилм выходом триггера в первым выходом устройства, база третьего дополнительного транзистора соединена с базой пе{шого составного траюнстора, коллектор соединен с шиной питания, а эмиттер - с общей шиной через резисто1 ный делитель, выход которого соединен с базой четвертого дополнительного трасввотора, эмиттер которого соединеи с общей шиной, а коллектор - с базой второго составного траюистора и через резво тор с ШИВОЙ пвтанвя, коллектор и база пятого дополивтельиого транзистора соответствевно соедвиевы с базой в эмвтт ром второго составного .транзистора, а 8миттер соедввев с вторым выходом трвг гера в вторым выходом устройства. Источивкв информации, прввятые во вввмавве при i экспертвзе 1.Руководство по эксплуатации BE, 178ООО1 РЭ. Разработка Вильнюсского , филиала ЭНИМС, 1979. 2.Сщхшочншс по ввтегральным мвкросхемам. Под ред. Б.В.Тарабрина. М., Эвергяя, 198О, с. 306, микросхема 26 Зт (прототвп).