Формирователь импульсов

 

Союз Советских

Социалистиыеских

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 15.02.74 (21) 1997419/18 — 21

z (51) М. Кл. с присоединением заявки №

Н 03 К 6/02 (23) Приоритет—

Государстаенный комитет

СССР

IIo делам нзооретеннй н открытий

Опубликовано 15.0479. Бюллетень р<.14

Дата опубликования описания 19,04.79. (53) УДК 621.374.

5 (088.8) (72) Авторы изобретения

К. П. Чухриенко, Л. И. Ионова, A. A. Евтушенко и Л. H. Бормотова (71) Заявитель (54) ФОРМИРОВАТИпв ИИПУЛЬСОВ

Изобретение относится к импульсной технике и может найти применение при создании малогабаритных цифровых вычислительных устройств, а также в приборах и устройствах автоматического контроля и регулирования.

Известен двухтактный импульсный формирователь, содержащий входной трансформатор, двухполупериодный выпрямитель и формирующий тракт с трансформаторным выходом и входным помехозащитным контуром, содержащим

RC-фильтр и диодный ограничитель (1$

Недостатком такого формирователя импульсов является низкая помехозащищенность, низкая стабильность работы, обусловленная зависимостью порогов срабатывания и отпускания от параметров транзисторов, искаженная форма выходных импульсов, а также громоздкость схемы.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство преобразования синусоидального напряжения в импульсное, содержащее двухкаскадный усилитель с входной и выходной трансформаторной цепями. В эмиттерную цепь второго каскада усилителя включены последовательно соединенные конденсатор и диод, один из электродов которого заземлен. Между входной цепью усилителя и общей точкой соединения эмиттера транзистора второго каскада и конденсатора включена цепь обратной связи. На выходе устройства вырабатывается периодическое несинусоицальное напряжение (2).

Недостатком этого устройства является низкая помехозащищенность и непрямоугольная форма выходных импульсов.

Целью изобретения является повышение помехоэашишенности и улучшение формы выходных импульсов.

Это достигается тем, что в формирователь импульсов, содержащий источник питания, последовательно соединенные входной трансформатор, двухполупериодньш выпрямитель, помехозащитный контур, состоящий из ЯС-филЬтра н диодного ограничителя, формирующий тракт из последовательно соединенных транзисторных усилительных каскадов, включенных по схеме с общим эмиттером, причем между выходом второго усилительного каскада и входом треп:

657601

ОГСБ1П вЂ” "- — -

UîTë

2Я f его усилительного каскада включена последогательная RC -цепь, введены логический элемент

НЕ, диод и транзистор, причем вход первого усилительного каскада соединен через резистор с выходом второго усилительного каскада, на выходе формирователя включен логический элемент НЕ, вход которого соединен с коллектором транзистора третьего усилительного каскада, а в коллекторную цепь транзистора третьего усилительного каскада включен диод, катод которого непосредственно подсоединен к коллектору транзистора, а анод соединен через резистор с положительным полюсом источника питания.

На фиг. 1 показана принципиальйая схема предлагаемого формирователя; на фиг. 2— временные диаграммы напряжений, поясняющие работу формирователя.

Формирователь импульсов содержит источник питания, последовательно соединенные входной трансформатор 1, двухполупериодный выпрямитель 2, помехозащитный контур 3, состоящий из RC -фильтра 4, 5 и диодного ограничителя 6, формирующий тракт 7 иэ последовательно соединенных транзисторных усилительных каскадов 8, 9, 10, включенных по схеме с общим эмиттером.

Между выходом второго усилительного каскада

9 и входом третьего усилительного каскада 10 включена последовательная RC-цепь 11. Вход первого усилительного каскада 8 соединен через резистор 12 с выходом второго усилительного каскада 9. На выходе формирующего тракта 7 включен логический элемент HE 13, вход которого соединен с коллектором транзистора треть его усилительного каскада 10. В коллекторную цепь транзистора третьего усилительного каскада

10 включен диод 14, катод которого непосредственно подсоединен к коллектору транзистора, а анод через резистор 15 соединен с положительным полюсом источника питания, Режим работы первого усилительного каскада

8 в исходном состоянии задается резистором

12 и резистором 16, соединяющим базу транзистора с одной из шин источника питания.

На временной диаграмме (фиг. 2).- обозначены;

U > > — входной сигнал синусоидальной формы;

U — сигнал на выходе двухполупериодного выпрямителя 2; 0 — порог срабатывания первых двух усилительных каскадов 8, 9;U>>> ср

ОПв порог,. отпускания первого усилительного каскада 8; 09 — потенциал на коллекторе транзистора второго усилительного каскада 9; U

С11 напряжение на конденсаторе формирующей ЙСцепочки 11; U,, — выходной сигнал формирователя на выходе логического элемента НЕ 13; с, — время появления выходного импульса.

Устройство работает следующим образом.

Входной синусоидальный сигнал 0 „=0 51пСЮ1 выпрямляется двухполупериодным выпрямителем 2 и в виде синусоидBJlbHblx импульсов отрицательной полярности О удвоенной частоты поступает на вход первого усилительного каскада

8: В исходном состоянии при отсутствии входного сигнала транзистор первого усилительного .каскада 8 открыт. Транзисторы второго и третьего усилительных каскадов 9, 10 заперты. На вы- ходе логического элемента НЕ 13 низкий потенциал.

Порог срабатывания устройства, определяющий момент появленият, импульса О на вы ср . Вцх ходе логического элемента НЕ 13 аналитически определяется выражением где т — время появления выходного импульса; — частота входного синусоидального сигнала ОВх

0отп — порог отпускания первого усилитель8 ного каскада 8, U эффективное значение амплитуды входного синусоидального сигнала 0 х.

При увеличении входного сигнала (отрицательной полярности) U> до величины порога срабатывания U p который настраивается резистором

12, транзистор первого каскада 8 лавинообразно запирается, а транзистор второго каскада 9 вхо30 дит в режим насыщения.

При этом состояние транзистора третьего каскада 10 не изменяется, так как на его базу пЬдается через дифференцирующий конденсатор последовательной ЯС-цепи 11 запирающий импульс. На коллекторе транзистора третьего кас35 када 10 по-прежнему высокий потенциал, а на выходе элемента НЕ 13 низкий потенциал 0 ь,х=0.

При уменьшении входного сигнала U по закону синуса до величины порога отпускания О„тп первых двух усилительных каскадов 8, 9 транотп g 0 зистор первого каскада 8 лавинообразно входит в режим насыщения, а транзистор второго каскада 9 — в режим отсечки. На коллектору транзистора второго каскада 9 возникает высокий потенциал 09, который в виде отпирающего .

45 импульса Ос посредством дифференцирующе И, го конденсатора РС-цепи 11 подается на базу транзистора третьего усилительного каскада 10, Транзистор каскада 10 входит в режим насыщения. потенциал его коллектора становится низким и на выходе логической схемы НЕ возникает импульс положительной полярности U

В следующий полупериод входного сигнала

О х процесс формирования выходного импульса

55 Бах "овторяется аналогично.

Таким образом, на выходе формирователя появляется серия прямоугольных импульсов с частотой, равной удвоенной частоте входного синусоидального сигнала.

657601

Помехоустойчивость по входу формирователя определяется величинами порогов срабатывания

U peè отпусканияО тп и зависит . по,закону

Опe синуса также от момента появления помехи по отношению к моменту прохождения через нуль синусоиды входного сигнала. Как следует из диаграммы работы устройства, приведенной на фиг. 2, помехоустойчивость устройства по входу на пороге срабатывания (при значении U > близком U ) определяется петлей гистересРВ зиса формирователя 1ср отпв и может в достаточно широких пределах варьироваться выбором величины резистора 12. Чтобы на выходе формирователя появился ложный импульс U „ц,, сигнал помехи на входе > " пом по амплитуде должен достичь значения поропом га срабатывания Оср и, уменьшаясь — порога отпускания 1ат„. При этом сигнал помехи0лом атпв. по длительности должен превышать величину постоянной времени RC-фильтра 4, 5 помехоза.,щитного контура 3: 3 R4C5, не пропускакЬ ющего помехи меньшей длительности.

Кроме того, резистор 12 оказывает стабилизирующее действие на работу устройства. При доста. точно малых номиналах этого резистора порог срабатывания 0 практически не зависит от параметров транзйсторов усилительных каскадов

8, 9 и определяется резистивными элементами этих каскадов и величиной напряжения питаниями„, Порог срабатывания каскада 8 по постоянному току Ц определяется выражением срв е, 4

%12+ R 16

Таким образом, формирователь импульсов преобразует входной синусоидальный сигнал в последовательность прямоугольных импульсов частотой, равной удвоенной частоте входного cm. нала, и отличается высокой помехоустойчивостью и стабильностью работы в широком диапазоне температур (от — 40 до +7/С) .

Формула изобретения

Формирователь импульсов, содержащий источник питания, последовательно соединенные входной трансформатор, двухполупериодный выпря- . митель, помехоэащитный контур, состоящий нз

RC -фильтра и диодного ограничителя, форми- рующий тракт из последовательно соединенных транзисторных усилительных каскадов, включенных по схеме с общим эмиттером, причем между выходом второго усилительного каскада и входом третьего усилительного:.каскада включена последовательная ЯС-цепь, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения цомехоP защищенности и улучшения формы выходных импульсов, в него введены логический элемент

НЕ, диод и транзистор, причем вход первого усилительного каскада соединен через резистор с выходом второго усилительного каскада, на выходе формирователя включен логический элемент

НЕ, вход которого соединен с коллектором транзистора третьего усилительного каскада, а в коллекторную цепь транзистора третьего усилительного каскада включен диод, катод которого не, посредственно подсоединен к коллектору транзистора, а анод соединен через резистор с положительным полюсом источника питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Информационно-справочный лист Н 503—

70, 1969.

2. Патент США N 3258609, кл. 307-88.5, 1966.

Составитель О. Богомолов

Редактор Н. Каменская Техред О.Андрейко Корректор И. Муска

Заказ 1822/57 "а"

Тираж 1059 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4