Формирователь импульсов

 

(ii 746884

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свиЛ-ву(51)М. Кл, (22) Заявлено 26.04.76(2l ) 2351887/18-21

Н 03 К 5/01 с присоединением заявки ¹вЂ”

Государстеенный комитет

СССР

Опубликовано 07.07.80. Бюллетень № 25 (23) Приоритет— но делам изобретений н открытнй (53) УДК 621. . 374(088.8) Дата опубликования описания 10.07.80 (72) Автор изобретения

-А, П. Сподынейко (7l ) Заявитель (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к импульсной. технике, оно может быть использовано в аналого- цифровых, амплитудно-импуль снык, частотно-импульсных, время-им- . пульсных преобразователях и B силовых цепяк быстродействующих анергетичес- б кик установок.

Известны формирователи импульсов, содержащие транзисторный эквивалент двукбазового диода (ТЭДД), подключенный с нагрузкой к источнику пита10 ния 11.

В этом формирователе фиксация запер того состояния ТЭДД произведена так, что одий или оба перехода амиттер-база

TBQL1 шунтированы. В качестве шунтов испольэуются паесивные или активные двухполюсники или многополюсники. Названные шунты включены последовательно с нагрузкой, поэтому в паузах между формируемыми импульсами выкодное со противление атих устройств определяется нагрузкой, напряжение на ней нестабильно и пропорционально ее импедансу и не2 контролируемым остаточным токам коллекторов запертого ТЭФИ. Другой недостаток состоит в том, что при запирании

ТЭДД крутизна фронта ограничена постоян ной времени нагрузки, Известен также формирователь импульсов, формирующий импульсы с повышенной стабильностью . вольтсекундной площади (21 Он содержит ТЭДД с включенными s в базовые цепи стабилитронами и два дополнительнык и-р-и и р-н-р- транзистора, эмиттеры KQTopbIK подключены к источнику питания, базы- к источнику коммутирующего напряжения, а коллекторы- к базе одного иэ транзисторов ТЭДД. К недостат кам атого формирователя относятся использование не более половины напряжения ис» точника питания на нагрузке, отсутствие произвольной установки амплитуды и формы импульса.

Цель изобретения - повышение коэффициента использования напряжения источника питания на нагрузке и возможности цооизвольной установки амплитуды и

3 74 формы импульса. Для достижения поставленной цели в формирователе импульсов, содержащем транзисторный эквивалент двухбазового диода, два дополнительных транзистора разного типа проводимости, эмиттеры которых подсоединены к ис- . точнику питания, а базй — к соответствующим источникам смещения, источник коммутирующего напряжения, к выходу которого подключен один вывод конденсатора, коллекторы дополнительных тран-. зисторов соединены с базами транзисторов той же проводимости ТЭДД, эмиттер одного транзистора которого подключен к источнику питания, база- ко второму выводу конденсатора, à эмиттер другого - через нагрузку соединен с источником питания, а встречно-параллельно к et o эмиттерно-базовому переходу подключен диод. Кроме того, выход источника коммутирующего напряжения через конденсатор подключен к базе дополнительного транзистора той же проводимости, что и транзистор ТЭДД, эмиттером соединенный с нагрузкой.

Формирователь импульсов представлен на чертеже, где 1» источник питания; 2, 3 - входной и выходной транзисторы ТЭДД; 4, 5 — дополнительные транзисторы разной проводимости;

6, 7 - источники смещения транзисторов 4„ 5 соответственно; 8 - источник коммутирующего напряжения; 9 - нагрузка; 10 — диод.

Транзистор 2 эмиттером подключен к источнику питания 1, базой - к источнику коммутирующего напряжения 8.

Транзистор 3 эмиттером подключен к нагрузке. 9, соединенной с источником питания 1. Диод 10 подключен встречно-параллельно переходу эмиттер-база транзистора 3. Дополнительные транзисторы 4, Б эмиттерами подключены к источнику питания, 1, коллекторами— к базам транзисторов ТЭДД той же проводимости, базами — к соответствующим источниками смещения 6, 7, соединенным с источником питания.

Кроме того, база транзистора 5 подключена к источнику коммутирующего напряжения.

Рассмотрим работу формирователя при подаче коммутирующего напряжения тольiso на базу транзистора 2. Допустим, что в исходном состоянии ТЭДД заперт, тогда транзисторы 4, 5 насыщены, их коллекторные токи равны сумме остаточных коллекторных токов за вычетом остаточ»

6884 4, ного эмиттерного тока запертого тран» зистора 2 или 3 соответственно.

Запертому состоянию соответствуют выражения

5 о 1о с4 ст с5 Ey r (1) н где < 1 - коллэкторные то С, р С5

10 ки насыщенных транзисторов 4, 5

- остаточные. коло о о сг., С3 1 5 лекторные и эмит15 терные токи запертых транзисторов 2, 3.

Нетрудно показать, что остаточное напряжение на нагрузке в паузе между им20 пульсами в сумме с падением напряжения на внутреннем сопротивлении формирователя во время импульса, отнесенное к величине Е1, есть погрешность отработки амплитуды (СР), вносимая форми25 рователем и оцейиваемая согласно выраО жениям н с Р 5 >< ф =

Ф

Е Жеъ Ра4о

E я 54. RA 4o

11 g + В1(ЕЛ- Овсн )

R 4-й

30 (3) 40

50

4

35 . св° Рво 1;4 1

Н

Б . л R +A gz+R (4) где д б - амплитудные погрешЕ ) 5 ности формирователя по выходам с эмиттера и базы соответственйо; . ?с - из формулы (2);

Н р,, — напряжение и внут»

4 . реннее сопротивление источника питания 1;

В, Я 0, - сопротивления насыщеДакт I 80 5 ния транзисторов 2, 5е, g i Al0 q - сопротивления наг-

3 рузки, диода 10, перехода эмиттер-база запертого транзистора

3;

U - напряжение насьпце о " 2. 3 ния ТЭДД.

Величины Д минимизируются выбором транзисторов с малыми сопротивлениями

5 7468 нясьпцения и малыми емкостями переходов, повь.шепнем напряжения и уменыпением внутреннего сопротивления источника питания, увеличением импеданса нагрузки.

Импульс источника коммутирующего напряжения 8 открывающей полярности выводит из насыщения транзистор 4, при-. чем рассасывание накопленного заряда при достаточном токе импульса может увеличить крутизну фронта для запуска

ТЭДД. Затем открывается транзистор 2, вызывая выход из насыщения транзистора 5. По окончании процесса рассасывания формируется фронт насыщения ТЭДД.

Далее ТЭДД остается в состоянии 15 насыщения, если TOK нагрузки превышает. ток удержания ТЭДД. Очевидно, что вариация величин токов коллекторов транзисторов 4, 5 соответствует вариации тока удержания ТЭДД. Импульс источника щ коммутирующего напряжения 8 запираюC щей полярности вызывает рассасывание накопленного заряда на ТЭДД, по оконча--нии которого формируется фронт запирания

ТЭДД. Заряд емкостей коллекторов ТЭДД 25 и емкости нагрузки через диод 10 с требуемой крутизной фронта эапирания про-:--изводится током нагрузки 9 и транзисто« ра 5. По окончании формирования фронта запирания транзистор 5 насыщается, 30 формирователь возвращается в исходное состояние. Токи транзисторов 4, 5 и, . следовательно, ток нагрузки, по условию насыщения ТЭДД определяются по условию компенсации остаточных и емкост- 35 . ных токов коллекторов запертого ТЭДД в рабочем интервале температур и напряжений источника питания, а также и по условию обеспечения требуемой крутизны фронта запирания. Вольтсекундная 40 площадь импульса в нагрузке может определяться не только напряжением источ- ника питания 1 и источником коммутирую,щего напряжения 8, но и параметрами нагрузки (режим одновибратора ). 45

Допустим, нагрузка имеет постоянную" времени 1, тогда после срабатывания ток нагрузки изменяется по экспоненциальному закону и по истечении З : в момент, следующий за равенством току удержания ТЭДД,„вызовет самозапирание формирователя.

При подаче коммутирующего напряжения на базы транзисторов 2 и 5 формирователь работает аналогично изложенному, отличие состоит в том, что токи транзисторов 4, 5 определяются только иэ условий компенсации суммы остаточ»

84 6 ных и емкостных токов коллекторов запертого ТЭДД и помекоэащищенности по входу ТЭДД. Ток транзистора 5, необходимый для реализации большой крутизны фронта запирания, формируется источником коммутирующего напряжения 8, подключаемым гальванически .изолированно к базе транзистора 5, при этом . уменьшаются задержки фронтов формируемого импульса на нагрузке.

Компенсация действия остаточных и емкостнык токов коллекторов ТЭДД оценивается уменьшением выходного сопротивления запертого формирователя не менее чем в 10 раз по сравнению с прототипом, что в сочетании с малым выходным сопротивлением открытого формирователя позволяет повысить коэффициент использования напряжения источника питания на нагрузке до 987. .Увеличено быстродействие за счет исключения инерционности стабилитронов не менее чем в 2 раза.

Использование источника питания как элемента, задающего не только номинал, . но и форму напряжения, изменяющегося по любому энакопостоянному закону в определенных пределак вольтсекундной пло/ щади формируемого импульса, расширяет функциональные возмощности формировате-. ля. Высокий коэффициент использования напряжения источника питания на нагруэ ке позволяет применить формирователь не только в режиме микротоков, но и в силовых цепях быстродействующих энергетических установок.

Формула изобретения

1. Формирователь импульсов, содержащий транзисторный эквивалент двухбазового диода, два дополнительных транзистора разного типа проводимости, эмиттеры которых подсоединены к источнику питания, а базы - к соответствующим источникам смещения, источник коммутиру ющего напряжения, к выходу которого подключен один вывод конденсатора, отличающийся тем,что,с целью повышения коэффициента иснользования напряжения источника питания и возможности произвольной установки амплитуды и формы импульса, коллекторы дополнительнык транзисторов соединены с базами транзисторов той же проводимости транзисторного эквивалента двухбазового диода, эмиттер одного транзистора кото-

7 746884 8 рого подключен к источнику питания, ба- водимости, что и транзистор транзистор за =" ко. втооому"выводу кондейсатора, а .. Його эквивалента двухбазового диода, " "= эмйттеф"другого через нагруз ф соединен эмиттером соединенный с нагрузкой. с источником питания, а встречнопарая 4,. лельно к его эмиттерно-б ЙЬВдьфуфре- "5 Источники информации, ходу подклеен дибд. - принятые во внимание при экспертизе . 2. Формирователь импульсов по п. 1, 1, Авторское свидетельство СССР отличающийся тем, чтовы- № 428552, кл. Н 03 К17/00, 1971. ход источника коМмутирующего напряже- 2, Авторское свидетельство СССР ния через конденсатор подключен к базе 10 № 422087, кл. Н 03 К 5/01, 1972, дополнительного транзистора той же про- (прототип).

Составитель я. Дубровская

Редактор Л. Ушакова Техред Л. Теслюк Корректор Е. Папп

Заказ 3973/51 Тираж 995 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