Генератор линейно изменяющегося напряжения

 

Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано, например, в качестве узла контрольноизмерительной аппаратуры. Целью изобретения является повьшение КПД за счет снижения энергопотребления от источников опорного напряжения, повышение быстродействия за счет снижения времени восстановления исходного состояния. Для достижения поставленной цели в устройство введен полевой транзистор 9, образованы новые функциональные связи. В устройстве дей- . ствуют две петли положительной обратной связи: первая - в процессе формирования линейно изменяющегося напряжения и способствует росту линейности , вторая - при разряде конденсатора , точнее при отпирании и запирании транзисторов 4 и 5, способствует обеспечению малого времени восстановления исходного состояния, т.е. уменьшению оборотного хода. Это позволило получить существенный эффект по повышению линейности прямого хода и уменьшению обратного хода. Поскольку в течение длительного процесса формирования прямого хода и в процессе формирования короткого импульса сквозной ток через каналы последовательно соединенных транзисторов 7 и 8 не протекает, получается за счет этого существенный эффект по экономии энергопотребления . 1 ил. 2 1 с (Л со о ел 4 Ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 Н 03 К 3/281

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3866599/24-21 (22) 15.03.85 (46) 30.04.87. Бюл. №- 16 (75) П.Н.Димитраки и П.П,Димитраки (53) 621.374 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 731564, кл. Н 03 К 3/335, 1974.

Димитраки IT.Н. Костовые импульсные устройства с полевыми транзисторами °

Кишинев: "Карта Еолдованяско", 1981, с.57, рис.2.11.

1 (54) ГЕНЕРАТОР ЛИНЕЙНО ИзЗИЕНЯЮЩЕГОСЯ

НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано, например, в качестве узла контрольноизмерительной аппаратуры. Целью изобретения является повышение КПД аа счет снижения энергопотребления от источников опорного напряжения, повышение быстродействия за счет снижения времени восстановления исходного состояния, Для достижения поставлен„,80„„1307542 41 ной цели в устройство введен полевой транзистор 9, образованы новые функциональные связи. В устройстве действуют две петли положительной обратной связи: первая — в процессе формирования линейно изменяющегося напряжения и способствует росту линейности, вторая — при разряде конденсатора, точнее при отпирании и запирании транзисторов 4 и 5, способствует обеспечению малого времени восстановления исходного состояния, т.е. уменьшению оборотного хода. Это позволило получить существенный эффект по повышению линейности прямого хода и уменьшению обратного хода. Поскольку

Ю в течение длительного процесса формирования прямого хода и в процессе формирования короткого импульса сквозной ток через каналы последовательно соединенных транзисторов 7 и 8 не протекает, получается за счет этого существенный эффект по экономии энергопотребления. 1 ил.

СО

1 130754

Изобретение относится к импульсной технике и мож т быть использовано, например, в качестве узла контрольноизмерительной аппаратуры.

Целью изобретения является повы5 шение КПД за счет снижения энергопотребления от источников опорного напряжения, повышение быстродействия эа счет снижения времени восстановления исходного состояния, 10

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства.

Генератор линейно изменяющегося напряжения содержит первый полевой транзистор 1, сток которого соединен 15 с шиной 2 питания, исток — с потенциальной обкладкой конденсатора 3, которая соединена с первым эмиттером транзистора 4, база которого соединена с коллектором второго транзисто- 20 ра 5, база которого соединена с коллектором первого транзистора 4, а первый эмиттер — с общей шиной устройства, промежуток сток — исток второго полевого транзистора 6 включен 25 между общей шиной устройства и коллектором первого транзистора 4, база которого соединена с истоком третьего полевого транзистора 7, сток которого соединен с шиной 2 питания и 30 стоком четвертого полевого транзистора 8, пятый полевой транзистор 9,, промежуток исток-сток которого включен между общей шиной устройства и истоком четвертого полевого транзистора 8, затвор которого соединен с затвором третьего полевого транзистора 7 и первым эмиттером первого транзистора 4, второй эмиттер которого соединен с первой шиной 10 синхра-,10 низации, затвор первого полевого транзистора 1 соединен с коллектором второго транзистора 5, второй эмиттер которого соединен с шиной 11 нагрузки, затвор пятого полевого транзистора 9 соединен с шиной 12 управления, исток второго палевого транзистора 6 соединен с второй шиной 13 синхронизации.

Генератор работает следующим образом.

В исходном состоянии синхраимпульс. отсутствует., конденсатор разряжен, транзисторы 1,6,9 и 7 приоткр> ты, а транзисторы 4,5 и 8 закрыты. Начиная g5 с такого исходного состояния, при котором напряжение на базе транзистора 4 чуть больше по величине половины напряжения источника питания, кон?

2 денсатор 3 заряжается через участок сток-исток зарядного токостабилизирующега транзистора 1 по линейному закону, так как рабочая точка на выходах вольт-амперных характеристиках последнего поддерживается в пентодной области напряжением источника опорного напряжения на транзисторах

7,8 и 9. По мере роста напряжения на верхней обкладке конденсатора относительно общей шины питания транзистор 7 приоткрывается, а транзистор 8 продолжает запираться, в то время как проводимость канала транзистора 9 практически остается неизменной, поскольку к его затвору приложено напряжение от источника питания или постоянное напряжение от другого внешнего источника, В результа те такого переходного процесса напряжение источника опорнага напряжения и, следовательно, затвора зарядного транзистора 1 возрастает по мере заряда конденсатора 3. Это приводит к медленному росту тока стока транзистора 1 и, следовательно, к увеличению величины тока заряда конденсатора, т.е, к повышению степени линейности напряжения на конденсаторе °

Таким образом, в результате соединения затвора транзистора 1 к выходу источника опорного напряжения, затворов КНДП-транзисторов 6 и 8, к истоку этого транзистора 1 и к конденсатору 3 сформирована петля поло- . жительной обратной связи, которая следит за изменением напряжения на конденсаторе 3, непрерывно обеспечивая прирост ее па мере заряда. Именна это позволяет существенно повысить линейность.

Поскольку по мере заряда накопительного конденсатора растет величина напряжения на нем, та в момент и наступает равенства напряжений источника опорного напряжения и напряжения на конденсаторе, при этом через участок эмиттер-база транзистора 4 начинает течь ток в прямом направлении по мере заряда конденсатора ° Этот так усиливается в колекторной цепи, протекает через участок эмиттер-база транзистора 5, в коллекторнай цепи последнего вновь усиливается, и теперь дважды усиленный первоначальный ток конденсатора вновь замыкается в цепи эмиттер-база транзистора 4, где получает в каллекторной цепи новое усиление. Такой регенеративный процесс рого соединена с коллектором первого транзистора, а первый эмиттер с общей шиной устройства, промежуток сток — исток второго полевого транзистора включен между общей шиной устройства и коллектором первого транзистора, база которого соединена с истоком третьего полевого транзисто» ра, сток которого подключен к шине питания и стоком четвертого полевого транзистора, о т л,и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения КПД при одновременном повьппении быстродействия, в него введен пятый полевой транзистор, промежуток исток — сток которого включен между общей шиной устройства и истоком четвертого полевого транзистора, затвор которого соединен с затвором третьего полевого транзисФ тора и первым эмиттером первого транзистора, второй эмиттер которого соединен с первой шиной синхронизации, причем затвор первого полевого транзистора соединен с коллектором второго транзистора, второй эмиттер которого соединен с шиной нагрузки, а затвор пятого полевого транзистора соединен с шиной управления, при этом исток второго полевого транзистора соединен с второй шиной синхронизации е

3 1307 развивается лавинообразно (очень быстро), поэтому оба транзистора 4,5 быстро открываются и переходят в режим насыщения, где их суммарное сопротивление мало. Поскольку малое сопротивление этих транзисторов под5 ключено параллельно конденсатору 3, то последний разряжается очень быстро в интервале времени

Малое сопротивление транзисторов

4 и 5 одновременно шунтирует выход источника опорного напряжения, так как оно в этом интервале подключен параллельно последовательно соединенных сток-исток транзисторов 8 и 9.

Поэтому напряжение источника резко падает и за время разряда конденсатора формируется импульс отрицательной полярности.

Если в нижний эмиттер транзистора

5 включена нагрузка (на схеме ее нет), то на нее сформировался бы импульс положительной полярности.

Во всех случаях (наличие внешней нагрузки или ее отсутствии в эмитте-, Я5 ре транзистора 5) на стоке транзистора 6 формируется короткий остроконечный импульс (фиг.2 r). Однако при отсутствии такой нагрузки, т.е. когда верхний эмиттер транзистор 5 соеди- 3п нен с шиной питания, импульс короче и острее.

Разряд конденсатора происходит до момента t, при котором развивается регенеративный процесс в обратном по-35 рядке, и транзисторы 4 и 5 быстро переходят в исходное закрытое состояние. При этом уровень напряжения востанавливается высоким, и весь процесс заряда конденсатора повторяется. 40

Если в процессе заряда конденсаторов поступает синхроимпульс положительной полярности на эмиттер транзистора 4 или на базу транзистора 5 или отрицательной полярности на эмит-45 тер транзистора 5, то оба транзистора лавинообразно открываются, переходят в режим насьпцения и шунтируют конденсатор 3. Теперь процесс заряда заканчивается и происходит разряд конден- 50 сатора.

По окончании разряда конденсатора оба транзистора быстро переходят в режим отсечки и процесс формирования линейно-изменяющегося напряжения пов-55 торяется.

В устройстве действуют две петли положительной обратной связи: первая в процессе формирования линейно изме542 4 няющегося напряжения и способствует росту линейности, вторая при разряде конденсатора, точнее при отпирании и запирании транзисторов 4 и 5 способствует обеспечению малого времени восстановления исходного состояния, т.е. уменьшению обратного хода.

Это позволило получить существенный эффект по повышению линейности прямого хода и уменьшению обратного хода.

Поскольку в течение длительного процесса формирования прямого хода и в процессе формирования короткого импулЬса сквозной ток через каналы последовательно соединенных транзисторов 7 и 8 не протекает, то получается за счет этого существенный эффект по экономии энергопотребления.

Формула и з обретения

Генератор линейно изменяющегося напряжения, содержащий первый полевой транзистор, сток которого соединен с шиной питания, исток — с потенциальной обкладкой конденсатора и с первым эмиттером пеового транзистора, база которого соединена с коллектором второго транзистора, база кото