Генератор импульсов переменной амплитуды

Авторы патента:

Аминев Дмитрий Андреевич (RU)

Коковин Валерий Аркадьевич (RU)

Головинов Евгений Эдуардович (RU)

Дягилев Владимир Иванович (RU)

Увайсов Сайгид Увайсович (RU)

H03K3/02 - Импульсная техника (измерение импульсных характеристик G01R; механические счетчики с электрическим входом G06M; устройства для накопления /хранения/ информации вообще G11; устройства хранения и выборки информации в электрических аналоговых запоминающих устройствах G11C 27/02; конструкция переключателей для генерации импульсов путем замыкания и размыкания контактов, например с использованием подвижных магнитов, H01H; статическое преобразование электрической энергии H02M;генерирование колебаний с помощью схем, содержащих активные элементы, работающие в некоммутационном режиме, H03B; импульсная модуляция колебаний синусоидальной формы H03C;H04L ; схемы дискриминаторов с подсчетом импульсов H03D;

Владельцы патента RU 2595614:

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова" (ФГБНУ "ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова") (RU)

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электронных устройствах для формирования импульсов напряжения. Достигаемый технический результат - возможность получения импульсов напряжения с заданными параметрами в широком диапазоне по амплитуде от нуля до максимума амплитуды питающего напряжения и заданной длительности импульса. Генератор импульсов переменной амплитуды содержит источник переменного напряжения, диод, конденсатор, нагрузочное сопротивление, при этом между последовательно соединенными с источником переменного напряжения диодом и нагрузочным сопротивлением подключен транзистор, выполняющий функцию ключа, а параллельно источнику переменного напряжения и диоду подключены конденсатор и блок управления транзистором, состоящий из компаратора, источника опорного напряжения, триггера и таймера, при этом первый вход компаратора соединен с положительным выводом конденсатора, второй его вход соединен с выходом источника опорного напряжения, выход компаратора соединен со входом триггера, выход которого соединен с базой транзистора и таймером, а вход сброса триггера соединен с выходом таймера. 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к импульсной технике, и может быть использовано в электротехнических и электронных устройствах для формирования импульсов напряжения.

Известен формирователь импульсов переменной амплитуды (авт. св. №758497, МПК H03K 5/01, опубл. 27.08.1980 г.). Это изобретение может быть использовано для формирования импульсов в различных устройствах радиоэлектроники и автоматики, где требуется изменять амплитуду выходного напряжения.

Недостатком этого изобретения является малая мощность при достаточной сложности устройства.

Известен генератор импульсов (пат. РФ №2014728, МПК H03K 3/02, опубл. 15.06.1994 г.), включающий источник питания переменного напряжения, ключевой элемент, переменный резистор, катушку индуктивности, конденсатор, диод, геркон, балластный конденсатор и нагрузочное сопротивление. В этом устройстве для питания генератора можно использовать промышленную сеть (от 12 до 220 В). Балластный конденсатор при воздействии катушки индуктивности подключается через геркон к нагрузке и передает ей дополнительную энергию в виде увеличенного по амплитуде импульса напряжения.

Недостатком такого устройства является ограниченный диапазон изменения амплитуды импульса напряжения на нагрузке, так как при существенном увеличении емкости балластного конденсатора будет увеличиваться не только амплитуда импульса, но и его длительность, что неприемлемо.

Устранить указанный недостаток позволяет предлагаемый генератор импульсов переменной амплитуды, содержащий источник переменного напряжения, диод, конденсатор и нагрузочное сопротивление, в котором между последовательно соединенными с источником переменного напряжения диодом и нагрузочным сопротивлением подключен транзистор, выполняющий функцию ключа, а параллельно источнику переменного напряжения и диоду подключены конденсатор и блок управления транзистором, состоящий из компаратора, источника опорного напряжения, триггера и таймера, при этом первый вход компаратора соединен с положительным выводом конденсатора, второй его вход соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход компаратора соединен со входом триггера, выход которого соединен с базой транзистора и таймером, а вход сброса триггера соединен с выходом таймера.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что в схему генератора введены транзистор, выполняющий функцию ключа, и блок управления, с помощью которого производится выбор момента включения генератора с целью получения нужной амплитуды импульса напряжения и его длительности.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема предлагаемого генератора импульсов переменной амплитуды, на фиг. 2 приведены временные диаграммы, поясняющие формирование выходного импульса из напряжения источника питания промышленной сети.

Схема предлагаемого генератора импульсов переменной амплитуды (фиг. 1) содержит последовательно соединенные источник питания переменного напряжения 1, диод 2, транзисторный ключ 3 и нагрузочный резистор 4. Параллельно источнику питания 1 и диоду 2 подсоединен конденсатор 5 и блок управления 6, состоящий из компаратора 7, источника опорного напряжения 8, триггера 9 и таймера 10, при этом первый вход компаратора 7 соединен с положительным выводом конденсатора 5, второй его вход соединен с выходом источника опорного напряжения 8, выход компаратора 7 соединен со входом триггера 9, выход которого соединен с базой транзистора 3 и таймером 10, а вход сброса триггера 9 соединен с выходом таймера 10.

Устройство работает следующим образом.

Переменное напряжение источника питания 1 через диод 2 поступает на конденсатор 5 и блок управления 6. Это нарастающее напряжение поступает на первый вход компаратора 7, а на второй его вход подается напряжение уставки от источника опорного напряжения 8. При равенстве этих напряжений компаратор 7 срабатывает, т.е. формирует сигнал, устанавливающий триггер 9 в активное состояние, открывающее транзисторный ключ 3 и запускающий таймер 10. Через заданное время, равное длительности импульса, таймер 10 сбрасывает триггер 9, и транзисторный ключ 3 запирается. Значение амплитуды выходного напряжения на нагрузочном резисторе 4 устанавливается оператором с помощью задания величины напряжения на выходе источника опорного напряжения 8, а длительность выходного импульса определяется таймером. В качестве источника питания 1 может использоваться как промышленная сеть, так и любое переменное периодически нарастающее напряжение (например, пилообразное).

Временные диаграммы, приведенные на фиг. 2, поясняют формирование выходного импульса из напряжения источника питания промышленной сети.

Таким образом, предлагаемый генератор импульсов переменной амплитуды позволяет получать импульсы напряжения с заданными параметрами в широком диапазоне по амплитуде (от нуля до максимума амплитуды питающего напряжения) и заданной длительности импульса. К преимуществам данного устройства также относится простота его реализации и высокая надежность при эксплуатации, так как параметры ключевого транзистора можно выбирать с большим запасом.

Генератор импульсов переменной амплитуды, содержащий источник переменного напряжения, диод, конденсатор и нагрузочное сопротивление, отличающийся тем, что между последовательно соединенными с источником переменного напряжения диодом и нагрузочным сопротивлением подключен транзистор, выполняющий функцию ключа, а параллельно источнику переменного напряжения и диоду подключены конденсатор и блок управления транзистором, состоящий из компаратора, источника опорного напряжения, триггера и таймера, при этом первый вход компаратора соединен с положительным выводом конденсатора, второй его вход соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход компаратора соединен со входом триггера, выход которого соединен с базой транзистора и таймером, а вход сброса триггера соединен с выходом таймера.

Похожие патенты:

Генератор импульсов // 2589240

Использование: для формирования высоковольтных импульсов. Сущность изобретения заключается в том, что в генератор импульсов введено, по крайней мере, одно LC-звено, состоящее из индуктивного накопителя и конденсатора, при этом индуктивный накопитель LC-звена одним выводом соединен с нагрузкой и к точке их соединения подключен диод, а другим выводом индуктивный накопитель LC-звена соединен со второй индуктивностью и к точке их соединения одним выводом подключен конденсатор LC-звена, соединенный другим выводом с землей.

Блок электронных ключей для коммутации высокого напряжения на нагрузке // 2588170

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться для подачи высоковольтных импульсов на различные приборы и устройства. Техническим результатом является увеличение надежности блока электронных ключей за счет равномерного распределения напряжения, прикладываемого между отдельными ключевыми элементами.

Управление рабочими точками цифрового масштабирования напряжения и частоты // 2584646

Изобретение относится к управлению энергопотреблением в электронной схеме, в частности к управлению рабочими точками тактовой частоты и источника напряжения в электронной схеме.

Генератор высоковольтных импульсов // 2581016

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использовано для создания наносекундных компактных генераторов. Достигаемый технический результат - уменьшение искажений выходного импульса генератора путем подавления высокочастотных колебаний переходного процесса.

Генератор мощных наносекундных импульсов (варианты) // 2580787

Группа изобретений относится к импульсной технике и может быть использована для систем питания мощных лазеров. Техническим результатом является формирование импульсов напряжения с высокой частотой повторения импульсов.

Корпус генератора импульсных напряжений // 2580101

Изобретение относится к импульсной высоковольтной технике и может быть использовано в составе высоковольтного оборудования. Сущность изобретения: корпус генератора импульсных напряжений, содержащий аппаратуру генератора импульсных напряжений, заполненный диэлектрической жидкостью, выполнен в виде герметичной емкости, на наружной поверхности которой герметично установлены два снабженных обратными клапанами компенсационных бачка, сопряженных с внутренним объемом корпуса и содержащих герметичные газовые полости и гибкие выпуклые мембраны, отделяющие эти полости от полостей, заполненных диэлектрической жидкостью.

Генератор аркадьева-маркса // 2576383

Генератор Аркадьева-Маркса относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использован в ускорителях заряженных частиц или других импульсных сильноточных устройствах. Сущность изобретения заключается в том, что по сравнению с известным генератором Аркадьева-Маркса, содержащим несколько каскадов с конденсаторами и разрядником в каждом каскаде, а также импульсный зарядный трансформатор, все элементы генератора расположены в металлическом герметичном корпусе, новым является то, что разрядник первого каскада выполнен управляемым и снабжен системой запуска, корпус генератора разделен на две секции с фланцами, в одной секции расположен импульсный зарядный трансформатор и система запуска, каскады генератора установлены в другой секции и закреплены на металлической пластине, причем пластина зажата между смежными фланцами секций корпуса до смыкания торцевых прилегающих поверхностей пластины и фланцев и имеет отверстия, в которых с радиальным зазором относительно краев отверстий установлены диэлектрические держатели высоковольтных выводов импульсного трансформатора и системы запуска. Техническим результатом является повышение качества сборки и надежности работы генератора Аркадьева-Маркса при сохранении масс-габаритных характеристик.

Самосинхронный однозарядный троичный сумматор // 2574818

Изобретение относится к импульсной и вычислительной технике и может использоваться при построении самосинхронных комбинационных и вычислительных устройств, систем цифровой обработки информации.

Способ формирования электрических импульсов, имитирующих электростатические разряды с элементов плазменных двигателей космических аппаратов, и устройство для его осуществления // 2566809

Изобретение относится к технике электроракетных плазменных двигательных установок (ЭРПДУ) и может быть использовано для квалификационных испытаний составных частей ЭРПДУ - плазменных двигателей (ПД) и систем электропитания и управления (СПУ) на устойчивость к воздействию электростатических разрядов, обусловленных объемной электризацией космических аппаратов.

Самофиксирующийся электронный ключ // 2563155

Изобретение относится к электронике и может быть использовано в системах управления (СУ) для контроля прохождения команд в коммутационных схемах. Технический результат заключается в повышении надежности и помехозащищенности схемы.

Релаксационный генератор импульсов на лавинном транзисторе с низким напряжением питания // 2595937

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в импульсных схемах различного назначения, питаемых от низковольтных источников. Достигаемый технический результат - обеспечение самозапуска генератора и возможность использования низковольтных источников питания. Генератор импульсов на лавинном транзисторе с использованием S-образной вольтамперной характеристики со стороны коллектора содержит накопительный конденсатор, первый резистор, первый диод, включенный встречно-параллельно переходу эмиттер-база лавинного транзистора, второй диод, компенсирующий конденсатор, второй резистор и трансформаторный дроссель. 2 ил.

Способ формирования широтно-импульсной последовательности заданной скважности и частоты с высокой точностью при изменении частоты повторения импульсов в широких пределах // 2600563

Изобретение относится к области цифровой техники и может быть использовано для формирования широтно-импульсной последовательности с заданной скважностью с высокой точностью и не зависящей от изменения частоты информационного сигнала. В основу изобретения поставлена задача получения широтно-импульсной последовательности с заданной скважностью с высокой точностью при изменении частоты информационного сигнала. Сравнение предлагаемого изобретения с уже известными способами и прототипом показывает, что заявляемый способ проявляет новые технические свойства, заключающиеся в получении широтно-импульсной последовательности с заданной скважностью, причем значение скважности остается неизменной при изменении частоты информационного сигнала. Такой способ позволяет задавать скважность широтно-импульсной последовательности с более высокой точностью. Использование индикатора позволяет однозначно контролировать частоту и заданное значение скважности широтно-импульсной последовательности. Устройство для формирования широтно-импульсной последовательности с изменяемой частотой повторения и заданной скважностью состоит из высокостабильного опорного генератора, микроконтроллера, генератора, управляемого напряжением, фазового детектора, индикатора, делителя с переменным коэффициентом деления. Микроконтроллер по заданному алгоритму программного кода управляет подключенными к нему устройствами. Преимущество данного способа формирования широтно-импульсной последовательности заключается в возможности получения широтно-импульсной последовательности с заданной скважностью при изменении частоты входного информационного сигнала.

Переключатель с высокой изоляцией // 2601172

Изобретение относится к электронной технике. Технический результат - уменьшение и подавление на выходе паразитного сигнала, значительное увеличение уровня изоляции переключателя в выключенном состоянии при сохранении малых потерь во включенном состоянии за счет вариантов подключения коммутирующих и компенсирующих МОП транзисторов. Переключатель с высокой изоляцией по первому варианту содержит генератор дифференциального сигнала, выходные порты, две пары МОП транзисторов, коммутирующих сигнал (2-5), и одну пару МОП транзисторов, компенсирующих сигнал 7, 6, причем все МОП транзисторы выполнены с одинаковой шириной канала. Переключатель с высокой изоляцией по второму варианту содержит генератор дифференциального сигнала, выходные порты, две пары МОП транзисторов, коммутирующих сигнал (2-5), при этом они выполнены с одинаковой шириной канала, два МОП транзистора, компенсирующих сигнал (6, 7), причем МОП транзисторы, коммутирующие и компенсирующие сигналы, выполнены с различной между собой шириной канала. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Зарядное устройство емкостного накопителя энергии // 2601437

Изобретение относится к зарядным устройствам емкостных накопителей энергии и может быть использовано в высоковольтных электрофизических установках большой мощности с высоким уровнем накапливаемой энергии. В зарядное устройство емкостного накопителя энергии, содержащее входной трехфазный мостовой выпрямитель, LC-фильтр, зарядный преобразователь с дозирующими конденсаторами, датчик выходного напряжения, введен дополнительный конденсатор фильтра, транзистор, зашунтированный обратным диодом и резистором, драйвер управления транзистором, RS-триггер, логический элемент 2И-НЕ, два компаратора, а также источник задающего напряжения и датчик напряжения обратного диода. Введение этих элементов позволяет повысить надежность работы зарядного устройства и расширить его функциональные возможности. 4 ил.

Резонансный генератор импульсов // 2601510

Использование: для питания импульсных источников света, искровых камер, лазеров и ускорителей. Сущность изобретения заключается в том, что первая ступень умножения состоит из первого накопительного конденсатора, первого дросселя, общего коммутатора и внешнего накопительного конденсатора, соединенных последовательно, при этом один вывод внешнего накопительного конденсатора соединен с общей шиной, а другой подсоединен к выводу дополнительного источника зарядного напряжения с полярностью, противоположной полярности основного источника зарядного напряжения. Технический результат: увеличение максимума выходного напряжения генератора и энергии без увеличения числа ступеней умножения. 2 ил.

Преобразователь напряжения в частоту импульсов // 2602351

Предлагаемое изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для преобразования напряжения в частоту импульсов. Достигаемый технический результат - уменьшение неравномерности расстановки выходных импульсов во времени и расширение диапазона входных напряжений, в котором отсутствует эффект слипания выходных импульсов. Преобразователь напряжения в частоту импульсов содержит интегратор, переключатель, источник образцового напряжения, компаратор, источник напряжения смещения, генератор тактовых импульсов, формирователь импульсов, первый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а второй вход связан с выходом компаратора, а выход соединен с входом управления переключателя. 4 ил.

Способ формирования характеристики преобразования частоты в напряжение // 2604336

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для решения задач преобразования частоты в напряжение. Техническим результатом изобретения является повышение точности преобразования частоты в напряжение за счет формирования характеристики преобразования частоты в напряжение, близкой к линейной при больших значениях крутизны наклона. Способ формирования характеристики преобразования частоты в напряжение заключается в использовании параллельно включенных избирательных цепей и настройке их добротностей и резонансных частот выше и ниже центральной частоты рабочей полосы частот, при этом используют по меньшей мере две последовательно соединенные избирательные цепи верхних и нижних частот на частотах выше и ниже центральной частоты соответственно, резонансные частоты и добротности которых определяют из условия обеспечения минимального отклонения формируемой характеристики от линейного закона преобразования. 1 ил.

Rs-триггер // 2604682

Изобретение относится к области вычислительной техники, автоматики, связи и может использоваться в специализированных цифровых структурах, системах автоматического управления и передачи цифровой информации. Технический результат: заключается в повышении быстродействия систем обработки информации и создании элементной базы вычислительных устройств, работающих на принципах многозначной линейной алгебры. Такой результат достигается за счет создания RS-триггера, в котором внутреннее преобразование информации производится в многозначной токовой форме сигналов. 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

Способ и устройство генерации импульсов с переменной амплитудой с использованием генератора импульсов с высоковакуумной электронной лампой // 2607234

Изобретение относится к генераторам импульсов. Достигаемый технический результат – осуществление управления количеством энергии, отводимой от накопителя энергии для формирования на выходной нагрузке серий производительных электрических импульсов с переменной амплитудой. Способ упрощения генерации импульсов с переменной амплитудой с использованием генератора импульсов c высоковакуумной электронной лампой, содержащего накопитель энергии по меньшей мере один конденсатор-накопитель энергии, характеризуется тем, что регулируют количество энергии, отводимой от накопителя энергии и передаваемой выходной нагрузке, чтобы получить серию производительных электрических импульсов с переменной амплитудой. Устройство упрощения генерации импульсов с переменной амплитудой с использованием генератора импульсов с высоковакуумной электронной лампой содержит конденсатор - накопитель энергии и схему выборочного управления. 2 н. и 28 з.п. ф-лы, 7 ил.

Энергоэффективный низковольтный кмоп-триггер // 2611236

Изобретение относится к области микроэлектроники. Технический результат заключается в расширении диапазона допустимых значений напряжений питания, повышении быстродействия и снижении энергопотребления синхронных триггеров. Для этого предложен энергоэффективный низковольтный КМОП-триггер, включающий входной и выходной каскады, каждый из которых построен на двух идентичных КМОП инверторах, а также имеет ключевой NМОП транзистор, соединяющий вывод инверторов «общий» с общей шиной питания, при этом дополнительно в схему введены третий и четвертый ключевые РМОП транзисторы, причем третий ключевой РМОП транзистор соединен истоком с шиной положительного питания, стоком - с объединенными выводами питания первого и второго инверторов входного каскада, а затвором - с инверсным входом синхронизации триггера; четвертый ключевой РМОП транзистор соединен истоком с шиной положительного питания, стоком - с объединенными выводами питания первого и второго инверторов выходного каскада, а затвором - с прямым входом синхронизации триггера. 5 ил.