Пороговое устройство

 

ПОРОГОВОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее блокинг-генератор на транзистаре , включенном по схеме с общим коллектором , в коллекторнунз цепь которот го включена первичная обмотка трансформатора, подключенного вторичной обмоткой через диод к базе транзистора , о т ли ч а ю щ е.е с я тем, что, с целью повышения стабильности порога, введены последовательно включенные по отношению к цепи питания диод и резистор, при этом диод подключен к общей шине, а точка соединения диода и резистора через конденсатор подключена к коллектору транзистора, эмиттер которого через дополнительный резистор соединен с вторым кондом вторичной обмотки трансформатора. в О1 Од Is9 00

„„SU„„1053283 A

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ,Я

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 2907515/18-21 (22 ). 11.04.80 (46) 07.11.83. Вюл, Р 41 (72) В.М. Новиков, О".А. Кислов и О.С. Морозов (53) 621.374.34(088.8) (56 ) 1. Авторское свидетельство СССР

9 585598, кл. Н 03 К 5/24, 1975 .

2. Авторское свидетельство СССР

9 472445, кл. Н 03 К 5/01, 1972 (прототип). (54)(57) ПОРОГОВОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее блокинг-генератор на транзистаре, включенном по схеме с общим коллектором, в коллекторную цепь которо-. го включена первичная .обмотка трансформатора, подключенного вторичной обмоткой через диод к базе транзистора, о т л.и ч а ю щ е.е с я тем, что, с целью повышения стабильности порога,. введены последовательно включенные по отношению к цепи питания диод и резистор, при этом диод подключен к общей шине, а точка соединения диода и резистора через конденсатор подключена к коллектору транзистора, эмиттер которого через дополнительный резистор соединен с вторым концом вторичной обмотки трансформатора.

10532е3 (".1

I где

Изобретение относится. к импульсной технике, а именно к схемам селекции по амплитуде, и может быть использовано в качестве порогового устройства в высокочувствительных радиоэлектронных схемах. 5

Известен амплитудный дискриминатор, содержащий реэисторный делитель напряжения, входной транзистор, коллектор которого через времязадающий конденсатор подключен к эмнттерному 10 повторителю, и выходной транзистор, эмиттер которого соединен с эмиттером входного транзистора через дискриминирующий .элемент 41 3.

Однако такое устройство имеет 15 сравнительно низкий порог и температурную стабильность °

Наиболее близким к изобретению техническим решением является пороговое устройство, содержащее блокинггенератор на транзисторе, включенном по схеме с общим коллектором, в коллекторную цепь которого включена первичная обмотка трансформатора, вторичная обмотка которого через диод подключена к базе транзистора j2 )..

Недостаток известного устройства заключается в низкой стабильности порога срабатывания при воздействии дестабилизирующих факторов. Это объясняется тем, что ждущий режим рабо- ЗО ты задается прерыванием положительной обратной связи при помощи нормально закрытого нелинейного (порогового) элемента — диода в цели вторичной обмотки трансформатора. 35

Поэтому стабильность порога срабатывания определяется, в основном, стабильностью напряжения открывания диода при изменении температуры и излучения. Так для кремниевых диодов 40 температурный коэффициент изменения напряжения достигает 3 мВ/ С, что приводит к нестабильности порога срабатывания + (10-20 ) Ъ в диапазоне температур от минус 50 до 50 С, при 45 о воздействии излучения изменения порога срабатывания достигает + (30-40 ) Ъ.

Цель изобретения — повышение стабильности порога срабатывания. цель достигается за счет того, что50 в пороговое устройство, содержащее блокинг-генератор на транзисторе, включенном по схеме с общим коллектором, в коллекторную цепь которого включена первичная обмотка трансформатора, подключенного. вторичной обмоткой через диод к базе транзистора., введены последовательно включенные по отношению к цепи питания диод и резистор, при этом диод подключен к общей шине, а точка соединения ди- 60 ода и резистора через конденсатор подключена к коллектору транзистора, эммитер которого через дополнительный резистор соединен с вторым.концом вторичной обмотки трансформатора.65

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема порогового устройства.

Пороговое устройство .выполнено " на основе блокинг-генератора 1 и со держит эмиттерный повторитель на транзисторе 2, в коллекторную цепь которого включена первичная обмотка трансформатора 3. Вторичная обмотка положительной обратной связи трансформатора 3 одним концом через резистор 4 соединена с эмиттером транзистора 2, а другим - через диод 5 к точке соединения базы транзистора

2, входа устройства и цепи б отпирающего смещения базы транзистора 2.

Цепь 6 отпирающего смещения выполнена в виде двухзвенного резисторного делителя 7 напряжения питания со следящей связью, средняя точка которого через резистор 8 соединена с баэой и через конденсатор 9 с эмиттером транзистора 2. Коллектор транзис-. тора 2 через конденсатор 10 подключен к точке соединения регулируемого резистора 11, второй вывод которого подключен к минусовой шине питания, и катод диода 12, анод которого подключен к плюсовой (общей! шине питания. Эмиттер транзистора 2 подключен через эмиттерный резистор 13 и плюсовой (общейJ шине питания. К эмнттеру транзистора 2 подключен пороговый элемент, выполненный, например на диоде .14, обратно смещенном при помощи двухэвенного реэисторного делителя 15 напряжения питания. Катод диода 14 соединен с эмиттером транзистора, а анод - со средней точкой реэисторного делителя 15 и с выходом устройства.

Пороговое устройство работает следующим образом.

В Исходном СостоянИи транзистоР 2 открыт при помощи цепи 6 отпирающего смещения базы транзистора 2 и находится в активном режиме. Диоды 5 и

14 закрыты. Диод 12 открыт и через него протекает постоянный ток

О„„т - напряжение питания;.

U о -прямое напряжение диода 12;

p — сопротивление резистора 11.

При поступлении в базу транзистора 2 отрицательного входного импульса напряжения 0э„ в коллекторной цепи транзистора 2 через последовательно соединенные конденсатор 10 и цепь из диода 12 н резистора 11 протекает импульс тока, равный д3,„ вх

d3 = — i (2J

У

"вх" ы а

Эд э ("и "np) R s

"11

Составитель И. Горелова

Редактор В. Иванова Техред И.11етелева Корректор A. дзятко

Заказ 8900/56 Тираж 9 36 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушсквя наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. УжгОрод, ул. Проектная, 4

3 10532 где сС вЂ” коэффициент передачи эмиттерного тока транзистора 2; к — входное сопротивление устройства, определяемое сопротивлениями Р,,Р2 реэисторов .делителя 7 и сопротивлениеМ Й3 резисто- 5, ра 13 э R1)) R2 I(R13 — 1э .

Сопротивление нагрузки на величину Рэ не влияет, так как до начала >() регенеративного процесса (до срабатывания ), нагрузка отключена при прмощи порогового элемента (диода

14).

Ток 4Эк, протекая через цепь . 15 из диода 12 и резистора 11, приводит к изменению потенциала тоЯки соединения резистора 11 и диода 12 на величину 40, равную

20 где г - дифференциальное сопро-. тивление диода 12.

Напряжение 40 подзапирает диод .12, 25 что приводит к уменьшению его тока на, величину 4Э, равную

4Э = 40/i" . (4)

Так как диод 12 открыт, то величина его дифференциального сопротив- . ления г мала (г „С 1000м)по сравнению с сопротивлением" R.1„резистора 11 (сотни кОм), т. е ° << й1„, тогда сравнивая (3 ) и (4 ) получаем, что 4Эк-а3А, т. е. изменение тока, .дйода 12 равно изменению тока тран» .зистора 2. При дальнейшем увеличении тока транзистора 2 (входного сигнала) потенциал его коллектора будет изме @» няться в соответствиии с изменением" . напряжения на прямой ветви диода 12.

Так как величина изменения этого потенциала мала (4U+ OZ &), то ее недостаточно для открывания диода 5, 45 закрытого в исходном состоянии напряжением 0< транзистора 2, и следовательно для возникновения регенератив- ного процесса. В момент закрывания диода 12 величина 4эд = D A, а диф- 5О ференциальное сопротнвленйе v> диода 12 становится значительно больше сопротивления R резистора 11 (десятки МОм ), и напряжения на кол-лекторе транзистора 2 резко увеличявается и становится равным (4Эк Эд) R 4 * .

При aO=(U4э+О )я, где . n - коэффициент трансформации трансформатора

3, диод 5 открывается и начинается блокинг-процесс. На выходе блокинггенератора 1 формируется нормализо-" ванный по амплитуде и длительности отрицательный импульс напряжения, который открывает диод 14 и поступает на выход устройства.

Таким образом, устрЬйство срабатывает при условии !

О +0 ln-40

4Э =Э + . * Э ° (6)

А й11 A

Иэ этого условия с учетом формул (1 ) и (2 ) получаем величину порога. срабатывания устройства

Например, при ц„„=20 B, R =

400 кОм и Д =2 кОм, () =0,1 В.

Величина Оп существенно зависит от сопротивления аэ У при R э=

100 Ом порог срабатывания Оп = 5 мВ.

Изменять величину порога можно также путем изменения сопротивления

R. резистора 11. Для увеличения чув« ствительности устройства и задания рабочей точки диода 12 последовательно к резистору 11 может быть подключен дроссель, который увеличит вели чину Р.мв формуле (5 ).

Как видно из уравнения (7 ), нестабильность порога срабатывания д Оп предлагаемого устройства определяется,,в основном, нестабильностью начального тока диода, т. е. U„ и коэффициента передачи тока Ы

4(дР 40 рц -+ " + } 400О/о. (8) () дат пр. /

Учитывая, что температурный коэф- фициент напряжения 0„ не превышает

3 мВ/ОС, а изменение сС при.изменении температуры на g 50 С составляет

4аС < + 0,01, по формуле (8) получаем для О„„= 20 В, что измЕнение порога срабатйвания при изменении температуры в диапазоне +50 С не превышает д U 22%.