Генератор ступенчатых напряжений

 

Изобретение относится к имIпульсным устройствам измерительной техники. Цель изобретения - расшире- ;ние функциональных возможностей - достигается путем генерирования импудьсов напряжения ступенчатой фор- Mbi, распределенного по выходам устройства . Устройство содержит катушку индуктивности 1, конденсатор 3, N транзисторов 7, N резисторов 8, N резисторов 9, N коммутируемых конденсаторов 10, N выходов 15. Для достижения поставленной цели в устройство дополнительно введены последовательный резонансный .LC-контур, источник 2 переменного напряжения, диоды 4 и 5, N стабилитронов 6, резисторы 11 и 12 обратной связи (ОС), конденсатор 13 ОС и транзистор 14 ОС. .При этом N-й стабилитрон 6 обладает максимальным пробивным напряжением, 1-й стабилитрон 6 - минимал ным, а . пробивные напряжения стабилитронов 6. с 2-го по (К-1)-й распределены равномерно между максимальным и минимальным пробивными напряжениями. LC- контур образуетсл катушкой индуктивности 1 и конденсатором 3 и перестраивается в процессе работы. До-, полнительный вход 16 обеспечивает прерывание генерации сигналом от внешнего источника напряжения. 2 ил. § (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (д!) 4 Н 03 К 4/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ!! резисторов 9, N коммутируемых конденсаторов 10, N выходов 15. Для достижения поставленной цели в устройство дополнительно введены последовательный резонансный .LC-контур, источник 2 переменного напряжения, диоды 4 и 5, N стабилитронов 6, резисторы 11 и 12 обратной связи (ОС), конденсатор 13 OC и транзистор 4 ОС. .При этом N-й стабилитрон 6 обладает максимальным пробивным напряжением, 1-й стабилитрон 6 — минимал ..ным, а . пробивные налряжения стабилитронов

6 с 2-го по (N-!)-й распределены равномерно между максимальным и минимальным пробивными напряжениями. ?.Сконтур образуетсл катушкой индуктивности и конденсатором 3 и перестраивается в процессе работы. До-, полнительный вход 16 обеспечивает прерывание генерации сигналом от внешнего источника напряжения. 2 ил.

157

1%2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 3786943/24-21 (22) 28. 08. 84 (46) 23.06.86.Бюл. 9 23 (72) Ф.П.Кузьмин (53) 621.375.531(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 821065, кл. Н 03 К 5/00, 1.980.

Авторское свидетельство СССР !

Ф 369688, кл. H 03 К %/02, 1973. (54) ГЕНЕРАТОР СТУПЕНЧАТЫХ НАПРЯ% .—

НИЙ (57) Изобретение относится к импульсным устройствам. измерительной техники. Цель изобретения — расшире:;ние функциональных воэможностей— достигается путем генерирования импульсов напряжения ступенчатой формы, распределенного по выходам устройства. Устройство содержит катушку индуктивности 1, конденсатор 3, N транзисторов 7, N резисторов 8, „„SU„, 1239845 А1

Изобретение относится к электронике, в частности к импульсным уст.ройствам измерительной техники.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности генерирования импульсов напряжения ступенчатой формы, распределенного по выходам устройства,, На фиг.1 изображена функциональ. ная электрическая схема генератора, ступенчатых напряжений; на фиг,2 частотновременные диаграммы его работы.

Устройство содержит катушку 1 индуктивности, источник 2 переменного напряжения, первый конденсатор 3, первый 4 и второй 5 диоды, N стабилитронов б, И транзисторов 7, N резисторов 8 и М резисторов 9, N коммутируемых конденсаторов 10, первый

I1 и второй 12 резисторы обратной связи, конденсатор 13 обратной связи и транзистор 14 обратной связи.

Генератор ступенчатых напряжений имеет N выходов 15, причем каждлй выход 15.i (где i=1,... N) соединен, соответственно, с катодом стабилитрона б.i и вторым выводом резистора

8.i первый вывод которого соединен с вторым выводом резистора 9.1. и базой транзистора 7.i коллектор кото— рого соединен с вторым выводом кон-денсатора .10.i. Аноды всех N стабилитронов 15.i соединены с анодом диода 4, катод которого соединен с.первыми выводами всех N .конденсаторов

10.i и вторыми выводами конденсатора

З.и катушкй 1 индуктивности, Первые выводы катушки 1 индуктивности и конденсатора 3 соединены„ соответственно, с первым и вторым выводами ис— точника 2 переменного напряжения, второй вывод которого соединен также с эмиттерами всех N транзисторов .

7.i змиттером транзистора 14 обратной связи и первым выводом конденсатора" 13 обратной связи.

Анод второго диода 5 соединен с вторым выводом конденсатора 3, а катод — с первыми выводами всех N резисторов 9.i и первым выводом резистора 12, второй вывод которого сое— динен с вторыми выводами резистора . 11 и конденсатора 13 и базой транзистора 14. Первый. вывод резистора

11 соединен с катодом стабилитрона

6.N, а коллектор транзистора 14 сое39845 а динен с базой транзистора 7. 1, при— чем стабилитрон 6.N обладает максимальнь1м пробивным напряжением, стабилитрон 6. 1 — минимальным, а пробивные напряжения стабилитронов

6. 2-6. (N-1) распределены равномерно между минимальным и максимальным пробивными напряжениями.

На фиг,20.представлены частотные

1О диаграммы перестройки LC-контура при подключении параллельно конденсатору

3 конденсатора 10.1 (эпюра 1), затем конденсатора 10.2 (эпюра 2) и так . далее до конденсатора 10,N (эпюра N).

IS На фиг,2 б пре,цставлены временные диаграммы напряжений на аноде диода

4 (Uq ) и выходах,15,1р...,15,И (эпю-ры U< „ ... U gpi соответственно)

Устроиство работает следующим об20 разом.

Последовательный LC-контур в исходном состоянии образуется из катушки 1 индуктивности и конденсатора 2, настроенных на. частоту, лежащую в нижней точке вЫсокочастотной части резонансной кривой F (фиг.2 ) при резонансе с частотой F ° .

При подключении источника 2 переменного напряжения, напряжение на

30 аноде диода 4 будет несколько больше пробивного напряжения Ба< стабилитрона 6,1 и равно исходному Ue, при этом стабилитрон 6.! и транзистор

7.1 (после рассасывания остаточного заряда коллектора) откроются и кон- денсатор 10.1 подключится параллельно конденсатору 3, при этом перестроится и LC-контур, на выходе 15.1 напряжение скачкообразно изменится и становится несколько больше пробивного напряжения Uoz стабилитрона

6,2, который открывается, сообщая базе транзистора 7.2 отпирающий потенциал. Спустя время, необходимое для рассасывания остаточного заряда транзистора 7.2, откроется и параллельно конденсаторам 3 и 10.1 подключится конденсатор 10.2, вызывая очередную перестройку последовательного LC-контура. и скачкообразное увеличение напряжений на выходах 15 ° I и 15.2 устройства.

Таким образом, поочередное подключение коммутируемых конденсато- . ров 10.1,...,10.N вызовет появление на выходах 15,1. ..!5.N устройства импульсов напряжений ступенчатой формы (фиг.2б). з 2398

При появлении импульса на выходе

15,N устройства, спустя время задержки, определяемое параметрами

RC-цепи образованной конденсатором

13 и резисторами ll и 12 обратной связи, откроется транзистор 14, и генератор будет переведен в исходное состояние, после чего описанный процесс повторяется.

Время рассасывания остаточного 10 заряда транзисторов 7.!. ..7.И, а следовательно, и. длительность выходных импульсов регулируется изменением сопротивления резисторов 8,1,..., 8.N и 9.1,...,9.N.

Пробивные напряжения стабилитронов подбираются в соответствии q необходимыми уровнями квантования ьЮ,, а величины емкостей С; конденсаторов

10,i можно, в зависимости от уровней квантования Ь U определить из соотношения

0 4Ср аБу

С;

Л

0,7 Б ° Q где П„ — амплитуда выходного напряже- 5 ния источника 2 напряжения; — добротность LC-контура;

Ср — полная емкость контура.при резонансе, Напряжение ступенчатой формы может сниматься также с общего выхода

17 устройства (эпюра У, фиг.26) .

Амплитуда напряжения Б будет больше, чем амплитуда напряжения на выхо, де 15.1 на величину напряжения пробоя стабилитрона 6.1.

Дополнительный вход 16 дает возможность прерывать генерацию сигналом от внешнего источника напряжения.

45

Фррмула изобретения

Генератор ступенчатых напряжений, содержащий Н одинаковых ячеек, . каждая из которых состоит иэ первого конденсатора, транзистора и первого и второго резисторов, первые выводы которых соединены с базой транзистора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей sa счет обеспечения возможности одновременного съема с

N выходов генератора ступенчатых напряжений, в него введены источник переменного напряжения, последовательный резонансный LC-контур, первый и второй диоды, первый и второй резисторы обратной связи, конденсатор обратной свзязи, транзистор .обратной. связи, в каждую из N ячеек введен стабилитрон, причем первый вывод катушки индуктивности последовательного резонансного LC-контура соединен с первым выводом источника переменного напряжения, второй вывод которого соединен с эмиттерами всех .транзисторов ячеек и транзистора обратной связи и первыми выводами конденсатора обратной связи и конденсатора последовательного резонансного LC-контура, второй вывод которого соединен с катодом первого диода, анодом второго диода и первыми выводами конденсаторов всех ячеек, анод первого диода соединен с анодами стабилитронов всех ячеек и общим выходом генерато- ра, катод второго диода соединен с вторыми выводами вторых резисторов всех М ячеек и первым выводом второго резистора обратной связи, второй вывод которого соединен с первым выводом первого резистора обратной связи, вторым выводом конденсатора обратной связи, базой транзис тора обратной связи и входом внешней установки генератора, причем второй вывод первого резистора каждой ячей ки соединен с катодом соответствую° щего стабилитрона и соответствующим выходом генератора, коллектор транзистора каждой ячейки соединен с вторым электродом соответствующего конденсатора, второй вывод первого резистора обратной связи соединен с

N-м выходом генератора, а коллектор транзистора обратной связи соединен с базой транзистора первой ячейки, причем величины пробивных напряжений стабилитронов с 1-го по N-й увеличиваются, а последовательный резонансный .С-контур настроен.на частоту, лежащую в нижней точке высокочастотной части резонансной кривой при резонансе с частотой источника возбуждающего напряжения.

1239845 цо ив î

Составитель А,Сазонов

Техред Н.Бонкало Корректор E.Рошко

Редактор А.Шандор

Заказ 3408/56 Тираж 81б

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