Стробоскопический преобразователь электрических сигналов

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в интегральных схемах входных устройств стррбвольтметров, стробосциллографов, коррелометров. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства без ухудшения коэффициента передачи. Устройство содержит мостовую диодную схему 1, шины входного 2 и выходного 3 сигналов , разделительные конденсаторы 4 и 5, диодную цепочку 6, генераторы 7 и 18 вытекающего тока, генератор 8 втекакщего тока, источники 9 и 12 положительного напряжения, транзисторы 14 и 15 дифференциальной пары, формирующей стробимпульсы, шины 19 и 20 парафазных управляющих импульсов. Для достижения поставленной цели в устройство дополнительно введены диоды 10 и 11, третий источник 13 положительного напряжения, второй 16 и третий 17 генераторы втекающего тока. Выполнение формирователя стробимпульсов и стробсмесител.ч на одном кристалле арсенида галлия дает возможность создать высокочувствительный стробопреобразователь с полосой пропускания до 10 - 12 ГГц. 1 ил. (Л с to 00 Oi 20

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1239607 (5ц4 С 01 R 13 34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСХОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3782837!24-21 .(22) 17.08.84 (46) 23.06.86. Бюл. 9 23 (71) Московский институт электронной техники (72) В.И. Старосельский, В.И. Суэтинов, А.Т. Козлов и В.П. Тимошенков (53) 681.142 ° 9(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N -953575, кл. G 01 R 13/34, 1981.

А.$. Muto, В.Е. Peetz, R.Ñ. Rehner

Designing à Ten-Bit Twenty Megasample — per — Second Anofong — to — Digital Converter - System.-Nегоfett

Packard Journal, 1982, 9-20. (54) СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в интегральных схемах входных устройств стробвольтметров, стробосциллографов, коррелометров.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства без ухудшения коэффициента передачи. Устройство содержит мостовую диодную схему 1, шины входного 2 и выходного 3 сигналов, разделительные конденсаторы 4 и

5, диодную цепочку 6, генераторы 7 и

18 вытекающего тока, генератор 8 втекающего тока, источники 9 и 12 положительного напряжения, транзисторы

14 и 15 дифференциальной пары, формирующей стробимпульсы, шины 19 и 20 парафазных управляющих импульсов. Для достижения поставленной цели в устройство дополнительно введены диоды

10 и 11, третий источник 13 положительного напряжения, второй 16 и третий 17 генераторы втекающего тока.

Выполнение формирователя стробимпульсов и стробсмесителя на одном кристалле арсенида галлия дает возможность создать высокочувствительный стробопреобразователь с полосой пропускания до 10 — 12 ГГц. 1 ил.

1 12

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в интегральных схемах входных устройств строб-вольтметров, стробосциллографов, коррелометров.

Пелью изобретения является повышение быстродействия без ухудшения коэффициента передачи.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства.

Устройство состоит из мостовой диодной схемы 1, шины 2 входного сигнала, шины 3 выходного сигнала, первого разделительного конденсатора 4, второго разделительного конденсатора 5, цепочки 6 2Р последовательно соединенных диодов, первого генератора 7 вытекающего тока, первого генератора

8 втекающего тока, первого источника

9 положительного напряжения, первого диода 10, второго диода 11, второго источника 12 положительного напряжения, третьего источника 13 положительного напряжения, первого транзистора 14 дифференциальной пары, второrо транзистора 15 дифференциальной пары, второго генератора 16 втекающего тока, третьего генератора 17 втекающего тока, второго генератора

18 вытекающего тока, первой и второй шин 19 и 20 парафазных управляющих импульсов.

Генератор 7 вытекающего тока выполненов виде последовательного соецинения высокоомного резистора и источника отрицательного напряжения, генератор 8 втекающего тока — в виде последовательного соединения высокоомного резистора и источника положи. тельного напряжения, генераторы 16 и

17 втекающего тока — в виде последовательного соединения транзисторов с соединенными электродами затвора и истока и источника положительного напряжения, генератор 18 вытекающего тока — в виде последовательного соединения транзистора с соединенными электродами затвора и истока и источника отрицательного напряжения.

Параметры генераторов тока выбраны таким образом, чтобы суммарный ток генераторов втекающего тока равнялся суммарному току генераторов вытекающего тока, а токи генераторов, включенных последовательно с цепочкой 6 2Р диодов, были равны.

Первое объединение анода и катода диодов мостовой диодной схемы 1 соединено с шиной 2 входного сигнала, 39607 2 второе объединение анода и катода ди-, одов — с шиной 3 выходного сигнала, объединенные аноды диодов соединены с первым генератором 7 вытекающег0 тока, первой обкладкой первого разделительного конденсатора 4 и катодом первого из цепочки 6 2Р последовательно соединенных диодов, объединенные катоды диодов соединены с первым генератором 8 втекающего тока, первой обкладкой и второго разделительного конденсатора 5 и анодом последнего из цепочки 6 2Р последовательно соединенных диодов, анод P-ro и катод

{7+1)-го диода которой соединены с первым источником 9 положительного напряжения, дифференциальную пару транзисторов .14 и 15, истоки которых соединены с вторым генератором 18 вытекающего тока, затворы соединены с шинами 19 и 20 парафазных управляющих импульсов.

Анод первого диода 10 соединен с вторым источником 12 положительного напряжения, а катод — с вторым генератором 16 втекающего тока, второй обкладкой первого разделительного конденсатора 4 и стоком первого транзистора 14 дифференциальной пары, катод второго диода 11 соединен с третьим источником 13 положительного напряжения, а анод — с третьим генератором I7 втекающего тока, второй обкладкой второго разделительного конденсатора 5 и стоком второго тран35 зистора 15 дифференциальной пары.

Устройство работает следующим образом„

Дифференциальная пара транзисторов

14 и 15 формирует строб-импульсы. В исходном состоянии на затвор транзистора !4 подается высокий потенциал, а на затвор транзистора 15 — низкий.

Потенциалы выбираются так, чтобы транзистор 15 был закрыт, а транзистор 14 находился в активном режиме.

При этом диод 1О открыт, на нем ïàäàет напряжение U и через него протекает ток, который в сумме с током ге о нератора 16 равен току генератора 18.

Напряжение на стоке транзистора 14 в исходном состоянии фиксируется диодом

10. на уровне U,, — U (U — напряжение источника 12) и транзистор 14 с гене55 ратором 18 образуют истоковый повторитель. Ток генератора 17 через от" крытый диод 11 стекает в источник 13 напряжения, который и определяет нап9607 4 дифференциальное сопротивление откры тых диодов в источник 9 напряжения, вследствие чего на плечах мостовой схемы 1 быстро восстанавливаются исходные потенциалы.

Наиболее полно преимущества устройства проявляются при выполнении его в виде интегральной схемы на арсениде галлия. В этом случае малые паразитные емкости в плечах моста практически не шунтируют входной сигнал, что обеспечивает широкую полосу пропускания устройства.

Благодаря тому, что транзисторы дифференциальной пары работают либо в активном режиме, либо закрыты, а их нагрузкой являются генераторы тока, в плечи мостовой схемы в момент стробирования задаются импульсы тока от источника с большим выходным сопротивлением. Это предотвращает ответвление входного сигнала в цепь генератора строб-импульсов и тем самым обеспечивает высокий коэффициент передачи входного сигнала на выход устройства.

3 123 ряжение на стоке закрытого транзистора 15 на уровне U + U

Диоды цепочки 6 открыты и через первые N диодов протекает ток генера1тора 7, а через последние N диодов— ток генератора 8. При этом на каждом диоде падает напряжение, равное U

Диодная мостовая схема 1 в исходном состоянии закрыта в анодном плече смещением U9 NU и U9 + NU В ка тодном плече. Источник 9 напряжения служит для настройки строб-преобразователя и в частном случае может давать напряжение IJ равное нулю.

В момент прихода парафазных управ- 15 ляющих импульсов (отрицательного на транзистор 14 и положительного на транзистор 15), транзистор 14 закрывается, а транзистор 15 открывается.

После запирания диода 10 потенциал

20 стока транзистора 15 начинает повышаться до тех пор, пока не откроются диоды мостовой схемы 1. В этот момент напряжение на стоке транзистора

14 станет равным U — Uð- (U -NU )

+ Пв = U) + NUg — П9 . Транзистор 15 в то же время откроется и через него протекут токи генераторов 16 и 17.

Потенциал на стоке транзистора понизится ро Величины U ý + U> — (NU> +П9)

9 30

-иг-и -Ь1П -и, д д 10и11 во время действия направляющих импульсов закрыты, также закрыты 2 N последовательно включенных диодов.

Транзистор 15 находится в активном режиме, потенциал на его стоке фикси-З5 руется открытым диодом мостовой схемы 1, подключенным к шине 2 входного сигнала. В это время исследуемый сигнал, подаваемый на шину 2.входного сигнала через открытую мостовую схе- 40 му 1, проходит на шину 3. В момент окончания действия управляющих импульсов мостовая схемы 1 эакрывается.Емкости разделительных конденсаторов 4 и 5 выбираются такой величины, 4> чтобы за время действия управляющих импульсов, напряжение на обкладках конденсаторов практически не изменялось.

Высокую частоту повторения управ- 50 ляющих импульсов обеспечивает цепочка 2Р последовательно включенных диодов. В промежуток между действием управляющих импульсов эти диоды открыты и заряд, накопленный на разделительных конденсаторах под действием тока, протекающего через мостовую схему, быстро стекает через малое

Выполнение формирователя строб-импульсов и строб-смесителя на одном кристалле арсенида галлия дает возможность создать высокочувствительный строб-преобразователь с полосой пропускания до 10-12 ГГц.

Формула изобретения

Стробоскопический преобразователь электрических сигналов, содержащий мостовую диодную схему, первое объединение анода и катода диодов которой соединено с шиной входного сигнала, второе объединение анода и катода диодов — с шиной выходного сигнала, объединенные аноды диодов соединены с первым генератором вытекающего тока, первой обкладкой первого разделительного конденсатора и катодом первого из цепочки 2Р последовательно соединенных диодов, объединенные катоды диодов соединены с первым генератором втекающего тока, первой обкладкоч второго разделительного конденсатора и анодом последнего из цепочки 2Р последовательно соединенных циодов анод P-ro и катод (P+1)-ro диода которой соединены с первым источником положительного напряжения, дифференциальную пару транзисторов, истоки которых соединены с вторым ге1239607

Составитель В. Лившиц

Техред О.Сопко Корректор N. Максимишинец

Редактор Л. Гратилло

Заказ 3390/44 Тираж 728

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 нератором вытекающего тока, а затворы — с шинами парафазных управляющих импульсов, и второй источник положительного напряжения, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения быстродействия без ухудшения коэффициента передачи, он снабжен вторым и третьим генераторами втекающего тока, третьим источником положительного напряжения и двумя диодами, анод первого диода соединен с вторым источником положительного напряжения, а катод — с вторым генератсром втекающего тока, второй обкладкой первого разделительного конденсатора и сто5 ком первого транзистора дифференциальной пары, катод второго диода соединен с третьим источником положительного напряжения, а анод — с третьим генератором втекающего тока, второй обкладкой второго разделительного конденсатора и стоком второго транзистора дифференциальной пары.