Ютека i

 

ОПИСАНИЕ 3I0361

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства _#_..ЦПК H 03k 3!02

Заявлено 06 1.1969 (№ 1294853 26-9) с присоединением заявки ¹ 1318968/26-9 и № 1364886/26-9

Приоритет

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 26.VII.1971. Бюллетень ¹ 23

Дата опубликования описания 4.Х.1971

УДК 621.374.3(088.8) Автор изобретения

А, Я. Дружинин

Заявитель

МУЛ ЬТ И В И БРАТОР

Изобретение относится к области импульсной техники.

Известны мультивибраторы, в которых длительность формируемых импульсов определяется временем нагрева (или охлаждения) до определенной температуры термозависимых элементов (терморезисторов, транзисторов,полупроводниковых диодов, позисторов и др.).

Недостатком известных устройств является значительное изменение длительности формируемых импульсов при изменении температуры окружающей среды.

С целью повышения температурной стабильности периода колебаний, уменьшения влияния на длительность импульсов колебаний питающих напряжений и температурного изменения коэффициетов сопротивления термозависимых элементов, а также повышения стабильности периода колебаний в предлагаемом мультивибраторе термозависимые элементы, подогреватели которых являются нагрузочными сопротивлениями триггера, включены в смежные плечи управляющей мостовой схемы, а входы управляемого триггера подсоединены к ее свободной диагонали.

Кроме того, каждый вход управляемого триггера подсоединен к одной из двух управляющих мостовых схем, содержащих термозависимые элементы, подогревателями которых являются нагрузочные резисторы триггера, а термозависимые элементы симметрично расположенных плеч мостовых схем имеют дополнительные подогреватели, включенные между полюсами источника питания.

На фиг. 1, 2 и 3 приведены блок-схемы предлагаемого мультивибратора.

Предлагаемый мультивибратор содержит триггер 1, который управляется выходным напряжением мостовой схемы 2, включающей

10 в себя два термозависимых элемента 8. Нагрев этих элементов осуществляется подогревающими элементами 4, которые являются нагрузками различных половин триггера. Напряжение с выхода мостовой схемы подается

15 на вход триггера через биполярный опорный элемент 5. При таком выполнении термомультивибратора температурная стабильность повышается за счет того, что напряжение, управляющее триггером, определяется не абсолют20 ным значением температуры термозависимого элемента, а разностью температур двух термозависимых элементов, один из которых охлаждается, а другой нагревается.

Для уменьшения влияния температурного изменения параметров триггера 1 включен биполярный опорный элемент 5, напряжение отпирания которого выбирается значительно выше напряжения срабатывания триггера 1, поэтому температурное изменение напряже30 ния срабатывания триггера 1 оказывается не310361

1О

3О

65 существенным. В качестве биполярного опорного элемента могут быть использованы, например, два кремниевых стабилитрона, включенных последовательно и встречно.

Триггер находится в состоянии, при котором левая половина закрыта, а правая открыта, при этом по нижнему подогревающему элементу проходит ток, который разогревает этот элемент, последний, в свою очередь, нагревает нижний термозависимый элемент, а верхний подогревающий элемент и верхний термозависимый элемент охлаждается. В результате нагрева нижнего и охлаждения верхнего термозависимых элементов напряяение на выходе мостовой схемы изменит полярность на положительную, а абсолютное его значение достигнет напряжения отпирани я опорного элемента 5; за счет положительного напряжения, подаваемого через опорный элемент 5 на вход триггера I, последний опрокидывается в другое устойчивое состояние (триггер выполнен на р — и — р транзисторах, и положительное напряжение является запирающим), при этом нижний подогревающий элемент ообесточивается, а верхний оказывается под током. В этом состоянии триггера происходит нагрев верхнего термозависимого элемента и охлаждение нижнего. В результате этих процессов положительное напряжение на выходе мостовой схемы начинает уменьшаться по абсолютной величине до нуля, затем изменяет полярность на отрицательную (температурный коэффициент термозависимых элементов отрицателен, т. е. их сопротивление с увеличением температуры уменьшается). Когда отрицательное напряжение на выходе мостовой схемы достигнет напряжения отпирания биполярного элемента 5, то за счет отрицательного напряжения, подаваемого через этот элемент на вход триггера, последний опрокидывается, в результате чего верхний подогревающий элемент обесточивается, а нижний оказывается под током. Таким образом, схема возвращается в исходное состояние, после чего процесс повторяется.

Длительность импульса термомультивибратора определяется временем, в течение которого напряжение на выходе моста изменяется по абсолютному значению на 2о» где 2>< — напряжение отпирания опорного элемента 5, при этом разность температур термозависимых элементов 3 изменяется от значения +Т до — Т. Длительность импульсов термомультивибратора не зависит от температуры среды и определяется абсолютным значением разности температур термозависимых элементов 8.

Термозависимые элементы могут включаться в общую ветвь моста либо в разные ветви, однако при любом включении необходимым условием является отсутствие саморазогрева, т. е. проходящий ток не должен вызывать разогрева термозависимых элементов 8.

Если температурным изменением напряжения (тока) опрокидывания триггера 1 можно пренебречь, то применение биполярного опорного элемента 5 целесообразно для увеличения длительности импульсов термомультивибратора без увеличения размера и веса термозависимых элементов.

В мультивибраторе, в котором триггер управляется по двум входам однополярным напряжением (фиг. 2), может быть обеспечена лучшая симметрия полупериодов колебаний и применен однополярный опорный элемент в виде регулируемого источника напряжения Е .

Все четыре плеча моста содержат термозависимые элементы, что увеличивает скорость нарастания и величину управляющего сигнала, что позволяет увеличить опорное напряжение и стабильность периода колебаний без применения дополнительного усилителя.

Управляющее напряжение на левый вход триггера поступает через диоды б и 7 после того, как напряжение на диагонали моста из термозависимых элементов 8 превысит величину опорного напряжения Е>, а на правый вход в через диоды 8 и 9 после изменения полярности входного напряжения моста и увеличения его до значения, превышающего Е .

Повышение стабильности периода колебаний при изменении питающих напряжений и температурного коэффициента сопротивления термозависимых элементов достигается за счет управления триггером от двух мостовых схем с термозависимыми элементами в момент их баланса (фиг. 3).

Мостовые схемы имеют общую ветвь, состоящую из линейных резисторов, но могут быть выполнены раздельно. При работе мультивибратора сигналы на триггер поступают от двух мостовых схем через разделительные диоды б и 9 в момент равенства температур и сопротивлений взаимно компенсирующих термозависимых элементов в период обеспечения наилучших условий компенсации влияния изменения температуры среды и питающих напряжений. Для этого, чтобы напряжение на выходной диагонали моста было достаточно для управления триггером, его линейные резисторы выбираются неодинаковыми по сопротивлению, либо последовательно с выходной диагональю моста подают небольшое напряжение, например, от источника питания триггера. При открывании правой половины триггера разогреваются верхний левый и нижний правый термозависимые элементы, а остальные охлаждаются, в результате этого напряжение на выходе левого моста изменяет полярность на отрицательную, диод б отпирается. Напряжение поступает на левый вход триггера, и он опрокидывается в новое устойчивое состояние, при котором разогреваются верхний правый и нижний левый термозависимые элементы, а остальные охлаждаются.

После того, как положительное напряжение на выходной диагонали правого моста, уменьшаясь, изменит полярность на отрицательную, отпирается диод 9, и триггер возвращается в исходное состояние. Если колебания такого мультивибратора при идентичных термозависимых элементах равны нулю, то необходимо, 310361 чтобы нижние термозависимые элементы мостов разогревались большей мощностью, чем верхние, т, е. нужен опорный разбаланс моста. С увелгчением опорного разбаланса моста, при котором напряжение на его выходной диагонали прилагается в запирающем направлении к разделительному диоду, период колебаний возрастает, в подогреватели нижних термозависимых элементов подают ббльшие переключаемые триггером мощности, чем в подогреватели верхних, либо в подогреватели нижних подают только постоянну ю мощность, включая их на источник питания триггера.

В последнем случае обеспечивается равенство максимальных температур взаимчо компенсирующих термозависимых элементов, что увеличивает верхнюю границу рабочих температур мультивиб;.атора. Наибольшая скорость нарастания управляющего напряжения и лучшие условия термокомпенсации обеспечиваются при условии, если переключаемая мощность подается на все термозависимые элементы, а опорный разбаланс создается за счет подачи на подогреватели нижних термозависимых элементов постоянной мощности путем включения их на источник питания триггера через постоянный или переменный резистор, которым устанавливается период колебаний мультивибратора.

Питание мостовых схем может производиться как постоянным напряжением, так и импульсным, при этом, если мостовые схемы питаются импульсным напряжением, то для увеличения управляющих напряжений без существенного разогрева термозависимых элементов диагонал-I мостов подключаются к источнику и япульсного напряжения большой скважности, а длительность импульсов выбирается меньше тепловой постоянной времени термозависимых элементов.

Предмет изобретения

1. Мультивибратор, состоящий из управляемого триггера и управляющей мостовой схемы

1о с источником напряжения в одной из диагоналей моста, содержащей термозависимые элементы косвенного нагрева, отличающийся тем, что, с целью повышения температурной стабильности периода колебаний, термозависи15 мые элементы, подогреватели которых являются нагрузочными сопротивлениями триггера, включены в смежные плечи управляющей мостовой схемы, а входы управляемого триггера подсоединены к ее свободной диагонали.

20 2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что, с целью уменьшения влияния на длительность импульсов колебаний питающих напряжений и температурного изменения температурных коэффициентов сопротивления термо2S зависимых элементов, каждый вход управляемого триггера подсоединен к одной из двух управляющих мостовых схем, содержащих термозависимые элементы, подогревателями которых являются пагрузочные резисторы

30 триггера.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что, с целью повышения стабильности периода колебаний, термозавпсимые элементы симметрично расположенных плеч мостовых схем

35 имеют дополнительные подогреватели, включенные между полюсами источника питания.

310361 Риг.2 айаг.З

Составитель А. Мерман

Редактор Т. И. Морозова Техред Л. Я. Левина Корректор Е. Н. Зимина

Заказ 2525/12 Изд. № 1104 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2