Блок регулируемого запаздывания

 

1 C A-Н И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

319 9 4О

0oNs Советских

Сопоалистннеских

Респтблни

Зависимое от авт, свидетельства М

МПК О 06g 7/02

Заявлено 28,V.1970 (№ 1442996/18-24) с присоединением заявки М

Приоритет

Опубликовано 02.Х1.1971. Бюллетень Ко 33

Дата опубликования описания 11.1.1972

Комитет по дела » иаобретеинй и отирытнй при Совете Министров

СССР ДК 681.337.001 (088.8) Авторы изобретения

Г. В. Римский, Э. П. Катилас и В. А. Берсенев

Институт техничесио"; AH Белорусской ССР

Заявитель

БЛОК РЕГУЛИРУЕМОГО ЗАПАЗДЫВАНИЯ

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в аналоговых и цпфро-аналоговых устройствах вычислительной техники и автоматики.

Известны блоки регулируемой задержки на конденсаторах и катодных повторителях, осуществляющие запоминание и последовательную передачу аналоговых напряжений. Однако этим схемам свойственна погрешность, возникающая при передаче аналогового напряжения вдоль цепочки катодных повторителей, низкое быстродействие схемы, обусловленное наличием механических ключей, разряд конденсаторов токами утечки ламп, невозможность создания транзисторных аналогов этих схем.

Предлагаемое устройство содержит транзисторы, включенные по схеме с общей базой, причем конденсаторы соединены с коллекторами предыдущих транзисторов и эмиттерами последующих. Для управления последовательной передачей заряда с конденсатора на конденсатор базовые цепи четных транзисторов соединены с одним плечом триггера, а базовые цепи нечетных транзисторов — с другим плечом триггера управления последовательной передачей заряда. Для обеспечения съема передаваемого аналогового напряжения относительно нулевого уровня нечетные конденсаторы соединены с одним плечом триггера, а четные — с другим плечом триггера обнуления. Для устранения обратной передачи заряда служат диоды, включенные в коллекторные цепи транзисторов, Такое выполнение устройства копструктпв»о проще, повышает надежность и точность, расширяет частотный диапазон.

На фиг. 1 изображена пршщиппальная схема блока регулируемого запаздывания; па

10 фиг. 2 — временные диаграммы.

Схема содержит конденсаторы 1 — 6, транзисторы 7 — 11, вход обозначения 12, выход

18, выходы 14 и 15 триггера (16) управления последовательной передачей заряда, выходы

15 17 и 18 триггера, 19 обнуления, диоды 20 — 21, сопротивления 25 — 29 в базовых цепях транзисторов.

На временных диаграммах напряжение на

20 выходе 17 обозначено буквой а, напряжение на выходе 15 — б, напряжение на эмиттерс транзистора 7 — в, напряжение на эмиттере транзистора 8 — г.

Напряжение па выходах триггера 16 может

25 принимать значения — E и О, а напряжение па выходах триггера 19 + L и О. За едпнпч. пое состояние триггера 16 принимается такое состояние, при котором па выходе 14 — Ов, а на выходе 15 — Ев. За едшшчпое состояние

30 триггера 19 принимается сосгоянпс, прп ко Э тором на выходе 17 — +Ев, а на выходе 18-—

Ов.

Работа блока регулируемого запаздывания происходит в четыре такта — 10; 00; 01; 11.

Первая цифра обозначает состояние триггера

1б, а вторая — состояние триггера !9.

Допустим, что в промежуток времени Π— 11 триггер 1б находится в состоянии «1», а триггер 19 — в состоянии «0». Все конденсаторы в начальный момент времени разряжены.

Транзисторы 7, 9, 11 заперты отрицательным потенциалом шины 15, Транзисторы 8 и

10 включены инверсно и находятся в режиме отсечки, так как напряжения, приложенные к переходам база-коллектор этих транзисторов, равны нулю.

В указанный. промежуток времени ко входу !2 подключается источник сигнала отрицательной полярности и конденсатор 1 заряжается до напряжения сигнала. Если напряжение сигнала по абсолютной величине не превышает запирающего потенциала па шине

15, то транзистор 7 остается закрытым.

После окончания переходных процессов конденсатор 1 накопит заряд, равный q> â€ â€ вЂ” Uc Сь где U — напряжение сигнала, С1 — емкость конденсатора 1.

После окончания заряда конденсатора 1 источник сигнала отключается от входа 12.

Так как в указанный промежуток времени все транзисторы схемы заперты, то конденсаторы

2, 8, 4, 5, б остаются незаряженными.

В промежуток времени f> — 18 триггеры 1б и 19 находятся в состоянии «О». Отрицательное напряжение, накопленное на конденсаторе 1, отпирает транзистор 7. Транзисторы 9 и

11 остаются закрытыми, так как напряжения, приложенные к переходам база-эмиттер этих транзисторов, равны нулю.

Транзисторы 8 и 10, включенные инверсно, заперты потенциалом шины 14, приложенным к переходам база-коллектор этих транзисторов, Конденсаторы 8, 4, 5, б не заряжаются.

Конденсатор 1 разряжается эмиттерным током транзистора 7, а конденсатор 2 заряжается коллекторным током этого транзистора. За время переходного процесса конденсатор 1 разрядится до нуля. За это время через эмиттер транзистора 7 протечет заряд, равный

Ч7 . t97

О где д1 — заряд, накопленный на конденсаторе 1 за время первого такта, т †длительнос переходного процесса, i87 — ток эмиттера транзистора 7.

За это время на конденсатор 2 передается заряд q>, имеющий ту же полярность, что и q,, равный

qà, = =1кФ

31994Î

4 где 1„7 — ток коллектора транзистора 7, связанный с током эмиттера 1,,; соотношением

17-(= аX ic;ò, где а7 — коэффициент передачи по току транзистора 7. Отсюда следует, что

q2 а7 q1.

Таким образом, в течение второго такта за.10 ряд, накопленный на конденсаторе 1, передался на конденсатор 2 с коэффициентом передачи, равным а>.

В промежуток времени t8 — 18 триггер 1б находится в нулевом состоянии, а триггер

19 — в единичном, Так как потенциал шины

18 равен нулю, а на конденсаторе 2 накоплен заряд отрицательного знака, то на эмиттере транзистора 8 возникает потенциал

20 у с, где C2 — емкость конденсатора 2. Подставив в последнее выражение значение q2, получим

25 у А

2 7 с, или с, +3 7 +C с, 30

Отсюда следует, что напряжение У„поданное в первом такте на конденсатор 1, возникло в третьем такте на конденсаторе 2, прнЗ5 чем коэффициент передачи схемы по напряс, жению равен а7 с

Подбором емкостей С1 и С2 можно добит.ся равенства этого коэффициента единице. Во

40 время третьего такта производится считывание напряжения U> относительно нулевого уровня.

Если напряжение U8 по абсолютной величине меньше запирающего потенциала на шн45 пе 14, то транзистор 8 остается закрытым.

Разряду конденсатора 2 через ннверсно вкл1оченный транзистор 7, т. е, обратной передаче заряда, препятствует диод 20. Транзисторы 9, 10, 11 остаются запертыми, конденсаторы 1, 8, 50 4, 5, б — незаряженными.

В промежутке времени 4 — t< триггеры 1б и 19 находятся в единичном состоянии. Инверсно включенные транзисторы 7, 9, 11 заперты потенциалом шины 15. Транзистор 10

55 также заперт, так как разность потенциалов, приложенных к переходу база-эмиттер этого транзистора, равна пулю.

Транзистор 8 отпирается напряжением U>, накопленным на конденсаторе 2. Происходит

60 передача заряда с конденсатора 2 на конденсатор 8. Аналогично зависимости, выведенной для передачи заряда с конденсатора 1 на конденсатор 2, происходившей во втором такте, можно записать

65 чз а8 q2i

319940 где аз — заряд, переданный на конденсатор 8, а8 — коэффициент передачи тока транзистором 8.

В промежутке времени 4 — 15 триггер 1б находится в единичном состоянии, а триггер

19 устанавливается в «О», т. е. повторяется первый такт. Транзисторы 7, 9, 11 заперты.

Транзистор 10, включенный инверсно, заперт, так как разность напряжений, приложенная к его коллекторному переходу, равна нулю.

Конденсаторы 1, 2, 4, 5, б разряжены. На конденсаторе 3 накоплен заряд q и напряжепие на эмиттере транзистора 9 равно

U,=a, — У, с, 15 з или

С, з — в " Uc.

Cs

Разряду конденсатора 8 через включенный инверсно транзистор 8 препятствует диод 21.

Таким образом, напряжение U,, поданное в первом такте на конденсатор 1, через четыре такта передалось ца конденсатор 8 с коэффициентом передачи по напряжению, равным с, аа а —, который подбором емкости Сз мо :3 жет быть сделан равным единице.

В промежутке времени 1 — fg, соответствующему повторению первого такта схемы, ко входу 12 может быть вновь подключен источник сигнала и конденсатор 1 зарядится до некоторого нового значения напряже|шя U,.

Процесс дальнейшего перемещения зарядов и соответствующих им напряжений U„и

U, от конденсатора к конденсатору осуществляется аналогично предыдущему.

Выбором емкостей конденсаторов схемы можно добиться того, чтобы передаваемые 40 значения напряжения не изменялись при передаче вдоль блока запаздывания. Изменяя частоту переключения триггеров 16 и 19, можно в широких пределах изменять скорость передачи зарядов.

Влияние, оказываемое на работу неуправляемыми тепловыми токами транзисторов, мало. Так, если средняя за такт величина тока, протекающего через транзистор прн передаче заряда с конденсатора на конденсатор, равна единицам миллиампер, а неуправляемый ток транзистора составляет едшшцы микроампер, то погрешность, возникающая за счет подзаряда конденсаторов неуправляемым током не превосходит десятых долей процента. Эта погрешность может быть значительно уменьшена путем применения более высококачественных транзисторов.

Зависимость коэффициента передачи транзистора по току от температуры незначительна. Поэтому предлагаемый блок регулируемого запаздывания является высокостабильным устройством, обеспечивающим работу в широком диапазоне температур.

Предмет изобретения

Блок регулируемого запаздывания с последовательной передачей сигнала, содержащий цепочку последовательно соединенных запоминающих ячеек, диоды и триггеры, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства, повышения надежности, точности и расширения частотного диапазона, каждая запоминающая ячейка содержит транзистор, включенный по схеме с общей базой, в эмпттерную цепь которого подключен конденсатор, вторые обкладки конденсаторов нечетных запоминающих ячеек соединены с одним плечом, а четных — с другим плечом триггера обнуления, базовые цепи транзисторов четных запоминающих ячеек соединены с одним плечом, нечетных ячеек — с другим плечом триггера управления последовательной передачей заряда, а запоминающие ячейки соединены между собой через диоды, включенные в коллекторпые цепи транзисторов.

31994О

17 в

Составитель С. Белан

Корректоры: А. Абрамова и М. Коробова

Техред 3. Тараненко

Редактор Е. Гончар

Заказ 3789/5 Изд. № 1532 Тираж 473 Подписное

Ц11ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, OK-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2