Генератор пилообразного напряжения

 

ССЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ((9) (I I)

4(51) Н 03 К 3/335

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫПФ (21) 3609211/24-21 (22) 21. 06. 83 (46) 15.05. 85. Бюл. В 18 (72) М.В.Капитонов, Ю.M.Ñîêîëîâ, Е.И.Старченко и Н.И.Ясюкевич (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им.В.И.Ульянова (Ленина) (53) 621.374(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 731564, кл. Н 03 К 3/335, 1974.

Межотраслевой информационный листок ЦНТИ "Ин4юрмсвязь", 1%78, В 17, М., Изд-во ЦНИИС (прототип). (54)(57) ГЕНЕРАТОР ПИЛООБРАЗНОГО

НАПРЯЖЕНИЯ, содеркащий времязадакицнй конденсатор, включенный мазду общей, шиной устройства и эмиттером первого транзистора, второй транзистор, база которого подключена к коллектору первого транзистора, первый резистору включенный менду общей шиной и точкой соединения коллектора второго и базы первого транзисторов, второй . резистор, первый вывод которого соединен с шиной шп ания, третий резистор, первый вывод которого соединен с общей шиной устройства, о т л н ч а ю шийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона при одновременном повьавении стабильности работы, в него введены повторитель тока, третий, четвертый и пятый транзисторы, при этом эмиттер третьего транзистора подключен к второму выводу первого резистора база и коллектор " к второму выводу второго резистора, база четвертого транзистора соединена с базой третьего транзистора, эмиттер - c вторым выводом третьего резистора, причем вход управленц» повторителя тока соединен с коллектором четвертого, транзистора, вход литания - с шиной питания, а выход - с эвааттером первого транзистора, эмнттер пятого транзистора подключен к общей шине устройства, база и коллектор соединены С базой второго транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной устройства., 1156244

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных устройствах автоматики.

Цель изобретения — расширение час- g тотного диапазона генерации при од" новременном повышении стабильности работы.

На фиг.1 изображена принципиаль ная электрическая схема устройства, !© на фиг.2 - вольт-амперная характеристика, с помощью которой поясняется условие выбора рабочей точки аналога однопереходного транзистора (ОПТ) для осуществления автокол бательного.1з режима работы устройства.

Схема устройства (фиг.1) содержит времяэадающий конденсатор 1, включенный между общей шиной устройства и эмиттером первого транзистора 2, 211 второй транзистор 3, база которого подключена к коллектору первого транзистора 2, первый резистор 4, включенный между общей шиной и точкой соединения базы первого транзистора

2, коллектора второго транзистора 3 и эмиттера третьего транзистора 5, второй резистор 6, включенный между шиной питания и точкой соединения базы и коллектора третьего транзисто-30 ра 5 с базой четвертого транзистора

7, третий резистор 8, включенный между .общей шиной и эмиттером четвертого транзистора 7, повторитель 9 тока, входом 10 управления соединенный с коллектором четвертого транзистора 7, входом 11 питания — с шиной питания, выходом 12 — с эмиттером первого транзистора 2, пятый транзистор 13, объединвнными базой и коллектором щ подключенный к базе второго транзистора З,эмиттером — к общей шине. Потенциальная обкладка времяэадающего кон— денсатора является выходом устройства.

Устройство работает следующим об- разом.

В момент подачи на схему напряжения питания конденсатор 1 полностью разряжен. Напряжение на базе второго транзистора 3 определяется падением напряжения на первом резисторе 4 и равно (Е Ve>q)R /(R<+Re) где Š— напряжение источника питаниями>

R u R — сопротивление первого 4 и

4 второго 6 резисторов соответCTBP HHO

V - ладение напряжения на перехо д де база-эмиттер третье ro транзистора 5.

Транзисторы 2 и 3 в этом случае заперты, поэтому конденсатор 1 заряжается током 1 с выхода 12 повторителя 9 тока. При условии, что коэффициент передачи тока повторителя 9 тока равен единице., ток заряда I определяется следуяцим образом:

Š— V s ) а (г Е.,! + (2) Когда в процессе заряда конденсатора 1 напряжение на нем достигает напряжения включения аналога ОПТ на транзисторах 2, 3 и 13, определяемого выражением Чв«=ЧФ Ч6э2 где Ч - напряжение база-эмиттер первого транзистора 2, транзисторная структура на транзисторах 2, 3 и 13 открывается, и начинает:я интенсивный разряд конденсатора 1. В процессе разряда конденсатора 1 потенциал коллектора второго транзистора 3 снижается и к моменту . окончания разряда конденсатора 1 близок к нулю. Поэтому ток заряда I! снижается на один-два порядка. Следовательно, при достижении в процессе разряда конденсатора 1 напряжения на нем, соответствукщего напряжению выключения (фиг.2), транзисторная структура транзисторов 2, 3 и 13 запирается. Ток заряда I< вновь определяется выражением (2), и описанные процессы повторяются.

Автоколебания в схеме прототипа могут возникнуть при выполнении условия ((E Чви)/Ie«

R > (Е-Ч,„, /Т

Первое. условие накладывает ограничение на минимальный ток заряда конденсатора 1, ниже которого автоколебания не возникают, так как рабочая точка ОПТ не попадает на участок!

2 * 4 8 где Х =(Е-Ч „) /(R<+R ) — ток делителя

* напряжения, образованного первым 4 и вторым 6 резисторами и третьим транзистором 5, Re — сопротивление третьего резист тора 8.

С учетом выражения для I I z можно представить в следукщем виде:

3 11562 отрицательного динамического сопротивления и не происходит лавинообразного отпирания транзисторов, составляющих структуру ОПТ. Второе неравенство ограничивает максимальный ток заряда, так как в этом случае рабочая точка ОПТ попадает на участок положительного дифференциального сопротивления в области больших токов, и после разряда конденсатора 1 (С1) OIIT 10 не запирается. ,Цля генератора (фиг.1) практически существует ограничение, обусловленное первым неравенством, так как в процессе разряда конденсатора 1 (фиг. 1) ток заряда практически снижается до нуля. В этом случае, изменяя сопротивление третьего резистора

8, можно в широких пределах изменять частоту генерации генератора пилооб- 20 разного напряжения (фиг. 1), заходя в область значений тока заряда I на один-два порядка превышающее ток заряда в генераторе, выполненного по схеме прототипа. 2$

Следовательно, достигнуто значительное расширение диапазона регулирования частоты генерации предлагаемого генератора по сравнению с прототипом при неизменной емкости времяэа. дающего конденсатора.

В схеме предлагаемого генератора из-эа того, что ток заряда 1» снижается практически до нуля, при любом значении еэкости времязадакщего конденсатора 1 (фиг.1) транзэ»сторная

Поскольку ток разряда конденсатора 1 обусловлен малым динамическим сопротивлением открытой транзисторной структуры транзисторов 2, 3 и 13, 3$ ток разряда всегда можно сделать много больше тока заряда. Поэтому период колебаний предлагаемого генератора практически определяется временем заряда.

46 (Чв»»л Чеьщ) С»

3 и где Ч „„„- минимальное напряжение на конденсаторе, соответствующее .напряжению выключения

ОПТ, С - емкость конденсатора 1.

Можно положить, что Чмкл Чбэ t

Чзэ V><, поэтому, используя выражения (1) и (2) период колебаний генератора может. быть определен как

T = R>C1, т.е. в первом приближении не зависит от напряжения питания.

Этот эффект достигается тем, что напряжение включения структуры аналога $$

ОПТ и ток заряда определяются одним и тем же делителем. Период колебаний генератора, собранного по схеме про44 4 тотипа определяется следукщнм образом: !

Т" t =RCPT

Е-Ч»»»»»»»а

«к-v,„„„ т.е. существенно зависит от питающего напряжения. Практически некоторая зависимость частоты колебаний рассматриваемого генератора от изменения напряжения питания существует, но в области низких частот (до 50 кГц) относительное изменение частоты не превышает 0,4X/Â; В схеме прототипа. эта зависимость значительно сильнее и составляет 4-10X/В, в диапазоне изменения напряжения 5-10 В. Следует также заметить, что схема устройства (фиг.1) сохраняет работоспособность при напряжении питания ЕЪ2Ч при соответствукщем выборе напряжеЧ

Наличие в предлагаемом генераторе пилообразного напряжения пятого транзистора 13 в диодном включении фактически приводит к снижению коэффициента передачи по току второго д анзистора 3. Наряду с тем, что это приводит к расширению области отрицательного динамического сопротивления, уменьшается степень насыщения второго транзистора 3, уменьшается время рассасывания неосновных носителей в области его базы. За счет этого удается снизить время эапирания транзисторной структуры на транзисто" рах 2, 3 и 13. В результате, если период колебаний определить как Т tp+tp+t где t - время разряда конденсатора

Р

1 до напряжения выключения;

Ч,„„„и и - время задержки выключения второго транзистора 3, которое в предлагаемом устройстве может быть значительно меньше, чем в схеме прототипа.

Кроме того, s схеме устройства по прототипу существует некоторая критическая емкость времязадающего конденсатора, при которой колебания прекращаются из-за инерционности первого транзистора, обусловленной длительным процессом рассасывания неосновных носителей и области его базы.

1156244 б нечное время рассасывания неосновны носителей в базе транзистора 3. структура транзисторов 2, 3 и 13 способна заперечъся, несмотря на коIsbIet

12 HUH

Заказ 3194/54 Тирам 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 ° Москва, %-35 ° Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Ó êãîðîä, ул.Проектная, 4 г

Составитель А.Горбачев

Редактор Е.Конча ТехредС.Легеза Корректор С.Шекмар