Формирователь высоковольтных прямоугольных импульсов

 

«72) Авторы. изобретения

В. И. Аверин и Б. 3. Горбенко (71) Заявитель (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ

ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к импульсной

f . технике, а именно к формирователям прямоугольных импульсов,и может быть использовано для управления электронным потоком в электронно-оптических преобразователях и электроннолучевых трубках для импульсного питания уси- лителей света и электрооптических затворов.

Известно устройство для формирования высоковольтных прямоугольных импульсов, выполненное в виде цепи последовательНо включенных транзисторов с последовательным питанием, входной транзистор цепи включен по схеме с общим эмиттером, а его база подключена к источнику запускающих импульсов, коллектор выходного транзистора цепи соединен через резистор с шиной питания и с выходом устройства, а эмиттер каждого предыдущего транзистора соединен с базой, последующего транзистора последовательной резистивно-емкостной цепью fl).

Из-за наличия резистора, шунтирующего переход база-эмиттер каждого транзистора по величине соизмеримого

1 с величиной входного сопротивления транзистора, значительная часть тока разряда разделительного конденсатора, обеспечивающего открытое состояние транзистора в момент формирования плоской вершины импульса, замыкается, минуя вход транзистора. Это способствует более раннему появлению среза плоской вершины импульса, что в конечном счете, ведет к ухудшению низкочастотных свойств формирователя.

Недостатком такого формирователя также является искажение плоской вершины импульса.

Цель изобретения — уменьшение иска- жений плоской вершины импу.".ьса и упрощение устройства.

Указанная цель достигается тем, что в формирователе высоковольтных прямоугольных импульсов, выполненном в виде цепи каскадно включенных тран3 8690 зисторов с последовательным питанием, -входной транзистор цепи включен lIo схеме с общим эмиттером,а его база подключена к источнику запускающих импульсов коллектор выходного транЭ

5 зистора цепи соединен через резистор с шиной питания и с выходом устрой1ства,а эмиттер каждого предыдущего транзистора соединен с базой последующего транзистора последовательной резистивно-емкостной цепью, .переход коллектор-эмиттер выходного транзистора и каждая последовательная резистивно-емкостная цепь зашунтирована стабилитронами, между базой и эммитером входного транзистора включен резистор, а эмиттерные переходы остальных транзисторов зашунтированы диодами в обратном включении.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема формирователя прямоугольных импульсов.

Формирователь содержит m последовательно включенных транзисторов

1-1-1-m с общим нагрузочным резистором 2 разделительных конденсаторов

3-1-3-(m-1) цепи управления, m-1 резисторов 4-1-4-(m -1 )цепи управле

Мия, m-1 стабилитронов 5-1-5-(а-1) цепи утцзавления, стабилитрона 6 выходного каскада, резистора 7 базовой цепи входного каскада и rn-1 диодов

8-1-8(m-1) базовой цепи последующих транзисторов, Входом формирователя является базовая цепь транзистора 1-1, выходом — коллекторная цепь транзисто-35 ра 1-m, Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии все транзисто- 4 ры закрыты, через нагрузочный резистор 2, стабипитрон 6, стабилитроны 5-1-5-(m-1) и диоды 8-1-8-(m-1) протекает ток стабилизации. Этим током обеспечивается, с одной стороны, 45 равномерное распределение напряжения

Р питания между m транзисторами, а с другой, надежное закрытие транзисторов 1-2-l-е за счет падения напря— жения на диодах 8-1 - 8-(m- 1 ), пропускающих этот ток в прямом направлении. Закрытие транзистора 1-1 обеспечивается выбором резистора 7. Разделительные конденсаторы 3-1-3-(m-1) заряжены до напряжения стабилизации каждого стабилитрона. При поступлении на вход формирователя пускового прямоугольного импульса положительной полярности достаточной амплитуды

01 ф транзистор 1-1 открывается, а затем переходит в насыщенное состояние, потенциад коллектора этого транзистора падает, и к переходу база-змиттер транзистора 1-2 в первый момент прикладывается напряжение, равное напряжению стабилизации стабилитрона 5-1.

Емкость и --р-перехода стабилитрона обеспечивает форсированный перезаряд входной емкости транзистора 1-2 чем обеспеЧнвается повышенная крутизна фронта. Транзистор 1-2 открывается, потенциал базы транзистора падает,стабилитрон 5-1 выходит из режима стабилизации н затем отключается, Открытое состаяние транзистора 1-2 поддерживается во время формирования плоской вершины входного импульса за счет тока разряда разделительного конденсатора 3-1 по цепи, состоящей из резистора 4-1, перехода база — змиттер транзистора 1-2, перехода коллектор — эмиттер транзистора 1-!. Описанный процесс срабатывания двух каскадов устройства распространяется иа последующий каскад.

Таким образом, последовательное падение потенциалов коллекторов транзисторов, начиная с входного и. кончая выходным, обеспечивает формирование фронта прямоугольного импульса и плоской его вершины до момента формирования среза. По окончании пускового импульса начинается процесс восстановления исходного состояния формирователя. Ток протекающий по переходу база-эмиттер выходного транзистора 1-! прекращается, транзистор закрывается. Теперь ток, протекающий через переход коллектор-эмиттер транзистора 1-2 протекает через диод 8-2 и стабилитрон 5-1. На диоде образуется падение напряжения, обеспечивающее надежное закрытие транзистора

1-2, а стабилитрон 5-1 возвращается в режим стабилизации. После закрытия транзистора 1-1 происходит подзаряд конденсатора 3-! до исходного напряжения. Рассмотренный процесс закрытия транзистора, восстановление режима стабилизации стабилитрона и подзаряд конденсатора напряжения распространяется и на другие каскады, что приводит к уменьшению тока через резистор 2, а следовательно, к формированию среды прямоугольного импульса.

Цепочка стабилитронов 5-1-5-(fA-l)

I б и диодов 8-1-8-(rn-1), подключенных одним концом к эмиттеру входного тран86900I зистора, а другим к коллектору выходного транзистора, обеспечивает равномерное распределение напряжений между каскадами, способность к ускоренному формированию фронта импульса, защиту транзисторов от возможного перенапряжения в момент формирования фронта и среза импульса, стабилизацию амплитуды выходного импульса при изменении напряжения питания формирователя. Вместе с последовательными резистивно-емкостными цепями указанная цепочка стабилитронов обеспечивает возможность создания равнозначных условий запуска каждого транзистора за счет выбора одинаковых величин сопротивлений резисторов, емкостей конденсаторов и однотипных диодов и стабилитронов.

Применяя в формирователе транзисторы типа р-п-р можно обеспечить получение высоковольтного импульса положительной полярности. При этом диоды и стабилитроны включаются в соответствии с измененной полярностью питающего формирователь напряжения.

Предлагаемый формирователь высоковольтных прямоугольных импульсов

E можно эффективно использовать для создания малогабаритной радиоэлектронной аппаратуры, 6

Формула изобретения

Формирователь высоковольтных пря моугольных импульсов, выполненный в виде цепи каскадно включенных транзисторов с последовательным питанием

f входной транзистор цепи включен по схеме с общим эмиттером, его база подключена к источнику зал; скающих, импульсов, коллектор выходно:о транзистора цепи соединен через резистор с шиной питания и с выходом устрой- . ства, а эмиттер каждого предыдущего транзистора соединен с базой последующего транзистора последовательной резистивно-емкостной цепи, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения искажений плоской вершины импульса и упрощения устройства переход коллектор-эмиттер выходного транзистора и каждая последовательная резистивно-емкостная цепь зашунтирована стабилитронами, между базой и эмиттером входного транзистора включен резистор, а змиттерные переходы остальных транзисторов зашунтированы диодами в обратном включе.ниие

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР по заявке У 2700549j18-21, кл, Н 03 К 4/62, 25.32.78.