Патент ссср 453792

 

"" 453792

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистимеских

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 11.06.73 (21) 1930891/26-9 с присоединением заявки ¹â€” (32) Приоритет—

Опубликовано 15.12.74. Бюллетень № 46

Дата опубликования описания 12.08.75 (51) М. Кл, Н 03k 7/08

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 621.374.335 (088.8) (72) Авторы изобретения

10. К. Филипский, В. А. Парасочкин и В. И, Ковальков

Одесский ораена Трудового Красного Знамени политехнический институт (71) Заявители (54) П РЕОБРАЗОВАТЕЛ Ъ НАП РЯ)КЕН ИЯ

KT .-ехр U „,.—,, E" О

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в схемах контроля и регулирования.

Известны преобразователи напряжения, содержащие генераторы, ключи и компараторы.

Недостатком известных устройств является их сложность и невозможность преобразования напряжения низкого уровня.

С целью преобразования напряжения низкого уровня в скважность импульсов и упрощения устройства коллекторы транзисторов балансного каскада подключены к шине питания через ловинно-рекомбинационные диоды, а между коллекторами транзисторов включен конденсатор.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 — диаграмма напряжений на его выходах.

В общей ветви балансных транзисторов 1 и 2 включен генератор 3 тока на транзисторе 4, на котором смещение задается делителем напряжения на резисторах 5 и 6. Резистор 7 определяет ток транзистора 4 генератора 3. Между коллекторямп транзисторов 1, 2 включен конденсатор 8, а сами коллекторы транзисторов 1, 2 подключены через лавинно-рскомбиняпионные диоды 9 и 10 к шине питания 11. В качестве диодов 9, 10 используются транзисторы в инверсном включении с

2 разомкнутой базой. Вход балансного транзистора 1 подключен к клемме источника 12 сигнала, а вход балансного транзистора 2— к клемме источника 13 опорного напряжения либо к земле.

Предлагаемьш преобразователь может также использоваться для сравнения напряжений с преобразованием разности сигналов в скважность импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Ток генератора 3 распределяется между транзисторами 1 и 2 в зависимости от величины приложенного сигнала U „. = U.

Если транзисторы 1 и 2 идентичны, то эту зависимость можно выразить как:

20 где /„., /„. — коллекторные токи транзисторов 1, 2 соответственно;

К постоянная Бо Iüöìàíà, o — заряд электрона, 2> T — температура переходов транзисторов по Кельвш|у.

Вольт-ямпсрные характеристики лавиннорекомбинацпонных диодов 9, 10 имеют S-образный вид и характеризуются напряжением зо U> (см. фиг. 2), при котором наступает ла453792

3 винный пробой диодов 9, 10, и остаточным напряжением Uq в составлении пробоя при заданном токе, протекающем через диоды 9, 10, при этом

U2 2 (2 1п + 2 ").

При подаче питания на схему происходит пробой, например, диода 9, причем напряжение на нем скачком изменяется от Ui до

Uz (см. фиг. 2) и передается через конденсатор 8 на диод 10, который остается в закрытом состоянии.

Ток, проходящий через закрытый диод 10, настолько мал, что им можно пренебречь. Через пробитый диод 9 протекает коллекторный ток транзистора 2, заряжающий конденсатор 8. Заряд на конденсаторе 8 возрастает, а напряжение на диоде 10 линейно нарастает от U> до Ui, при котором наступает лавинный пробой второго диода 10, напряжение на нем скачком изменяется от Ui до U . Этот перепад напряжения подается через конденсатор 8 на диод 9 и переводит его в закрытое состояние. Коллекторные токи транзисторов

1, 2 начинают протекать через диод 10, а коллекторный ток транзистора 1 перезаряжает конденсатор 8. Напряжение на диоде нарастает до Ui. Продолжительность этого времени равна - 2 С (2)

1„1 где С вЂ” емкость конденсатора 8;

ЛУ, — напряжение перезаряда конденсатора 8.

После пробоя диода 9 процесс повторяется. Конденсатор 8 перезаряжается уже коллекторным током транзистора 2, протекающим в обратном направлении в течение времени ( - с (3) ! <2

Скважность выходных импульсов Q преобразователя определится как (И„„,,).

1 Г 2 1 1

r2 i2 2

Подставляя значение ti и 4 в выражение (1), получим

Q=1åõ U„,. (4) р

5 Предложим, что диоды 9 и 10 идентичны, т. е. их напряжения пробоя Ui и остаточное напряжение U> одинаковы. Это справедливо и для элементов, выполненных методами интегральной технологии. Некоторое различие

)р этих напряжений так же, как и наличие смещения нуля реальных балансных схем приводит лишь к изменению начального (при

U„„=0) значения скважности, которое нетрудно восстановить с помощью опорного на15 п ряжения.

Непосредственно из выражения (4) следует, что скважность импульсов на выходе устройства определяется только величиной входного сигнала и не зависит от стабильно2р сти генератора тока и емкости конденсатора 8, Частоту легко изменить путем изменения емкости времязадающего конденсатора 8 либо регулировкой тока генератора 3

f (UÄ,=0) =-„ „,—. (5)

Благодаря малому времени переключения лавинно-рекомбинационных диодов 9, 10 расширяется область рабочих частот преобразователя.

3ð Температурная стабильность преобразователя, как и обычного дифференциального усилителя, зависит от идентичности параметров балансных транзисторов 1, 2.

Предмет изобретения

Преобразователь напряжения, содержащий балансный каскад с генератором тока в общей ветви, отличающийся тем, что, с целью преобразования напряжения низкого уровня

4р в скважность импульсов и упрощения устройства, коллекторы транзисторов балансного каскада подключены к шине питания через лавинно-рекомбинационные диоды, а между коллекторами транзисторов включен конден45 сатор.

453792

Ll1 д 7/

1 / 112

Гос1ави1слв М. Панкратов

1зедактор T. Янова Текред T. Курилко

Корректор Н. Лебедева

-аказ 2643 11зд. Хе 1001 Тираж 811 110 Illicit:ио

II i!1!! 1l1l! осударст веIIIIIII 0 комитета Совета М;шис гров ГГГР

llo 11слам,1зобрстсний и открыт ш .1!осква. /К-35. Раушская нао., д. 4, 5

МОТ, Загорскии филиал