Формирователь импульсов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 050778 (21) 2636968/18-21 (51) М

Н 03 К 5/01 с присоединением заявки И9

Государствеимый комитет

СССР во делам изобретекий . и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230980. Бюллетень ЙР 35

Дата опубликования описания 230980 (5З) 4К 621. 373 (088.8) (72) Авторы изобретения

Э.A.Åãîðoâ и Ю.В.Петров (71) Заявитель (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к формирователям импульсов, обеспечивающих быстрое переключение высоких напряжений на емкостной нагрузке. Формирователь может з быть применен для возбуждения электрооптических кристаллов в устройствах . преобразования изображений и в модуляторах света, для возбуждения пьезоэлектрических кристаллов, для переклю-10 чения ускоряющих напряжений на электронно-лучевых трубках.

Известен каскадный формирователь импульсов на емкостной нагрузке, содержащий две многокаскадные цепи на 15 транзисторах, резистивно-емкостные базовые делители, диоды, входной трансформатор, емкостную нагрузку, источник питания, диодно-резистивно-емкосхные цепи восстановления заряда кон- 20 денсаторов 11) .

Такой формирователь работает оптимально при формировании на емкостной нагрузке импульсов с крутыми фронтами, но только на не большой емкости нагрузки (СН вЂ” 100пФ) и при малой длительности входных импульсов, соизмеримой с длительность процессов восстановления управляющих свойств коммутирующих приборов ° 30

При увеличении емкости нагрузки значительно возрастает длительность фронта, так как по мере заряда конденсатора переключающие тразисторы выходят иэ состояния насыщения, а при увеличении длительности импульсов и уменьшении скважности значительно возрастает потребление энергии от высоковольтного источника.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является формирователь импульсов, обеспечивающий периодическое подключение емкостной нагрузки к источнику питания и содержащий зарядный переключающий транзистор, включенный последовательно с нагрузкой и источником высокого напряжения; и разрядный переключающий транзистор, включенный параллельно этой нагрузке. Управляющий электрод зарядного переключающего транзистора подсоединен к делителю напряжения, состоящему иэ разрядного транзистора и резистора, подключенного к источнику высокого напряжения (г) .

Недостатки известного формирователя импульсов заключаются в большой . длительности фронта выходных импульсов а также в том, что при большой

7б5992 длительности и большой крутизне выходных импульсов на емкостной нагрузке более 100 пФ формирователь потребляет значительное количество энергии от источника высокого напряжения, определяемое сопротивлением резистора в базе зарядного транзистора.

Цель изобретения - уменьшить длительность фронта выходных импульсов и энергопотребление формирователя.

Это достигается тем, что в формирователь импульсов, содержащий последовательно соединенные источник высокого напряжения, зарядный ключ на транзисторе и конденсатор, а также разрядный ключ на транзисторе и диод, соединенные последовательно и 1S подключенные параллельно конденсатору, источник выходного сигнала, через ,резистор соединенный с базой транзистора разрядного ключа, введены формирователь коротких импульсов,под Я ключенный к источнику входного сигнала, диод, включенный между выходом формирователя коротких импульсов и базой транзистора разрядного ключа, и усилитель импульсов на транзисторе с трансформатором в коллекторной цепи причем вход усилителя импульсов соединен с источником входного сигнала, а выходная обмотка трансформатора— с базой и эмиттером транзистора зарядного ключа.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема формирователя импульсов; на фиг. 2 — временная диаграмма переходных процессов.

Формирователь импульсов содержит зарядный ключ на транзисторе 1, включенный последовательно с конденсатором 2, разрядный ключ на транзисторе 3, включенный через диод 4 параллельно конденсатору 2. База 40 транзистора 1 подключена через резистор 5 к источнику б высокого напряжения. С целью кратковременного полного открывания транзистора 1 между базой и эмиттером его дополнительно включена выходная обмотка импульсного трансформатора 7. Первичная обмот ка импульсного трансформатора 7 вклю чена в коллекторную цепь усилителя импульсов на транзисторе 8. Базы транзисторов 8 и 3 через ограничиваю-. щие резисторы 9,10 подключены к источнику 11 входных сигналов.Для кратковременного полного открывания транзистора 3 к базе его через разделительный диод 12 подключен формирователь 13 коротких импульсов.

Формирователь импульсов работает следующим образом.

В исходном состоянии оба транзистора 1 и 3 закрыты и конденсатор 2 за- 60 ряжен до полного напряжения источника б. При поступлении от источника

11 импульса положительной полярности транзистор 3 открывается и конденсатор 2 разряжается, по окончании вход- б5 ного импульса транзистор 3 закрывается и конденсатор 2 заряжается от источника б.

Усилитель импульсов на транзисторе

8 и трансформаторе 7 вырабатывает короткий импульс во время заднего фронта входного импульса, транзистор 1 доводится до насыщенного состояния и конденсатор 2 заряжается с максимальной,скоростью. Формирователь 13 вырабатывает короткие импульсы во время переднего фронта входных импульсов, приводит транзистор 3 в состояние насыщения и ускоряет разряд конденсатора 2. Во избежание сквозного тока через транзисторы 1 и 3 короткие импульсы формируются короче входных, и к моменту открывания одного иэ транзисторов другой выведен из состояния насыщения.

В период времени tg t от источника 11 поступает положйтельный импульс О@ . В моменты t - транзистор

3 открывается до состояния насыщения базовым током 16, величина которого определяется суммарным действием источника 11.и формирователя 13. В период t> - t> транзистор 3 выводится из состояния насыщения, но поддерживается в открытом состоянии базовым током от источника 11. В период полностью открыт транзистор 1, базовый ток которого на время заряда конденсатора .2 обеспечивается усилителем импульсов на транзисторе 3 с трансформатором 7.

Таким образом обеспечивается наибольшая крутизна фронтов выходных импульсов и обеспечивается заряд конденсатора до полного напряжения высоковольтного источника. Так как в данном формирователе сопротивление резистора 5 не определяет скорость заряда конденсатора 2, то сопротивление его выбрано большим и равным 0,1сопротивления закрытого транзистора 3.

Поэтому энергопотребление формирователя от источника б высокого напряжения минимально и определяется затратами на перезаряд конденсатора.

Данный формирователь использован в электронных узлах макета микроспектросенситометра-реэольвометра, созданного для измерения характеристик оптически управляемого транспоранта на основе электрооптических фотографичеких сред, что позволит повысить быстродействие и экономичность макета.

Формула изобретения

Формирователь импульсов, содержащий последовательно соединенные источник высокого напряжения, зарядный ключ на транзисторе и конденсатор, а также разрядный ключ на транзисторе и диод, соединенные последовательно и подключенные параллельно конденсато765992

Фю7 ру, источник входного сигнала, через резистор, соединенный с базой транзистора разрядного ключа, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения длительности фронта выходных импульсов и энергопотребления формирователя, в него введены формирователь коротких импульсов, подключенный к источнику входного сигнала,. диод, включенный между выходом формирователя коротких импульсов и базой транзистора разрядного ключа, и усилитель импульсов на транзисторе г . трансформатором в коллекторной цепи, причем вход усилителя импульсов соединен с источником входного сигнала, а выходная обмотка трансформатора — < базой и эмиттером транзистора заряд5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

10 4Ф 492033, кл. Н 03 К 5/02, 030772.

2. Патент ФРГ 9 2351128, кл. Н ОЗ.К 17/04, 200576 (прототип) ЦИНИПИ Заказ 6526/52

Тираж 995 Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород ул. Проектная, 4