Генератор импульсов

 

» 1 917305

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социапистическик

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20. 08. 80 (21) 2974041/18-21 (51)М. Кл.

Н 03 К 3/284 с присоединением заявки №

9»вуйврстваем11 квинтет

СССР ло делам нзабретеннй н аткрь»тнй (23) Приоритет

Опубликовано 30. 03. 82. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 30. 03. 82. (53) УДК621. 374 (088.8) (72) Автор изобретения

Р.С.Лебедев (71) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к -им»»ульС-ной технике, в частности к устройствам формирования прямоугольных импульсов и устройствам регулируемой задержки, и может быть использовано в различной радиоэлектронной аппаратуре.

Известны различные схемы ждуних мультивибраторов с регулируемой длительность импульсов. Наиболее простыми и иироко применяемыми из них являются генераторы-мультивибратоpb» с коллекторно-базовыми связями на двух транзисторах одного типа проводимости, где длительность формируемых импульсов регулируется из15 менением величины базового резистора или величин»» напржкения базового смег1ения (11 . .Недостаток таких генераторов— невозможность регулирования длитель20 ности импульсов в нироких пределах вследствие значительного изменения степени нась»»»»ения транзисторов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической суг»ности является генератор импульсов или жду»»ий мультивибратор, выполненный на двух транзисторах одного типа проводимости и содержа»»ий дополнительный транзистор другого .типа проводимости, слу-, жаг»и»» для увеличения длительности импульсов за счет изменения уровня напряжения на времязадающем конденсаторе, при котором происходит обратное опрокидывание мультивибратора (2j °

Однако известный ждуг»ий мультивибратор имеет сравнительно небольг»ой коэффициент перекрытия длительности импульсов, так как для регулирования длительности формируемых импульсов используется только часть диапазона изменения напряжения на времязадаюг»ем конденсаторе в процессе его перезарядки во время квазиустойчивого состояния мультивибратора (после смены полярности напря9 17305 жения на конденсаторе, когда напряжение на нем относительно общей ши- ны имеет ту же полярность, что и ис" точник коллекторного питания, . Кроме

) того, с выходов известного ждущего мультивибратора снимаются импульсы только одной полярности относительно общей шины.

Цель изобретения — расширение диапазона регулировки длительности им- 16 пульсов и расширение функциональных возможностей путем формирования импульсов другой полярности относитель1 но общей шины с улучшенной формой и малым выходным сопротивлением. 15

Поставленная цель достигается тем, что в генератор импульсов, содержащий источник опорного напряжения, ждущий мультивибратор на первом и

I втором транзисторах с емкостными кол-2О лекторно-базовыми связями и третьим транз ист ором в одной из них, баз а третьего транзистора подключена к средней точке резистивного делителя, . одно плечо которого подключено к кол-

;лектору, а другое — к эмиттеру пер,вого транзистора, введен четвертый транзистор, диод, два резистора и два стабилитрона, причем эмиттер первого транзистора подключен к общей шине через диод; к базе первого транзистора через первый резистор и непосредственно — к коллектору четвертого транзистора, база которого через последовательно включенные стабилитроны подсоединена к коллектору перво3$

ro транзистора, и через второй резистор к эмиттеру четвертого транзистора и источнику опорного напряжения.

На чертеже приведена принципиаль40 ная электрическая схема генератора импуль сов.

Генератор импульсов содержит жду щий мультивибратор с коллекторно-ба-. зовыми связями, выполненный на двух основных транзисторах 1 и 2 р-и-р фЯ типа проводимости и двух дополнительных транзисторах 3 (того же типа проводимости) и транзисторе 4 (п-р"и типа проводимости).

Питание схемы осуществляется от источника 5 коллекторного питания (от1 ицательного напряжения) и опорного источника 6 (положительного напряжения). s

Запуск мультивибратора осуществляется подачей положительных импульсов в базу нормально открытого транзистора 2. Времяз адающая цепь образована конденсатором 7 и.генератором тока, выполненным на полевом транзисторе с управляющим переходом с р-каналом 8 и резисторе 9. Резисторы 1О и 11 являются коллекторными нагрузками соответственно транзисторов 1 и 2. Резистивный делитель, состоящий из потенциометра 12 и резистора 13, подсоединен к коллекторам транзисторов 2 и 3. Параллельно конденсатору 7 подключена цепочка транзистора 1, соединенная с общей шиной соответственно через диоды б и 17, а коллектор транзистора 2 с базой транзистора 3 через стабилитроны 18 и 19. Связь с коллектора транзистора 2 на базу транзистора

1 осуществляется через параллельно соединенные резистор 20 и конденсатор 21. Запирающее напряжение на базу транзистора I подается через резистор 22.

В исходном состоянии транзистор ! заперт положительным напржкением источника 6, подаваемым через резистор 22. Транзистор 2 открыт и насыщен коллекторним током транзистора

4, представляющего собой эмиттерный повторитель, нагрузкой которого являются генератор тока на полевом транзисторе 8 и резисторе 9 и последовательная цепь, состоящая из диода 15, стабилитрона 14 и резистора 14,. При этом на конденсаторе 7 поддерживается постоянное, независимое от изменений источника 5 коллекторного питания, напряжение, равное напряжению стабилизации стабилитрона 14 и прямому падению напряжения на диоде 15.

Напряжение на коллекторе транзистора 2 относительно общей шины незначительно и равно сумме прямого падения напряжения на диоде 16 и напряжению насыщения транзистора 2. Образующаяся при этом разность потенциалов между коллектором транзистора

2 и эмиттером транзистора 3, соединенного с плюсом источника 6, недостаточна для пробоя стабилитронов

18 и 19. Поэтому базовый ток транзистора 3 отсутствует и он надежно закрыт. Напряжение снимаемого с подвижного контакта резистивного делителя, подключенного к коллектору и эмиттеру насыщенного транзистора

2, незначительно (приблизительно равно прямому падению напряжения на

Таким образом, предлагаемый генератор импульсов за счет подачи положительного напряжения от источника

6 на эмиттер транзистора 2 и на один из выводов резистивного делителя во время квазиустойчивого состояния позволяет .формировать импульсы с минимальной длительностью несколько микросекунд при значительных величинах емкости времязадающего конденсатора, учитывая, что в исходном сос-. т оянии величина баз ово го тока т ранзистора 2 определяется в основном током, текущим от источника 5 через резистор 10, стабилитрон 14, диод 15, позволяет формировать импульсы с весьма значительной длительностью за счет использования генератора с малой величиной тока. При этом, например, коэффициент перекрытия длительности импульсов при величине времязадаящей емкости в I мкФ достигает величины

5-10 тысяч . Наряду с формированием

5 9 1 730 диоде 16) и мало меняется при изменении положения этого контакта. Нри этом с выхода снимается напряжение, равное прямому падения на диоде 16.

При подаче запускающего импульса положительной полярности транзистор 2 выходит из насыщения и закры- . вается. Отрицательное напряжение на коллекторе транзистора 2 нарастает с постоянной времени, определяемой, 10 в основном, резистором 11 и конденсатором 21. Часть приращения этого напряжения передается на базу транзистора 4 и подзакрывает его. Одновременно действие обычной обрат- И ной связи мультивибратора вызывает увеличение напряжения на эмиттере транзистора 4. Последнее способствует еще большему закрыванию транзистора 4 и, следовательно, транзис- 2о тора 2.

В результате этого лавинообразного процесса транзис-.ор 1 открывается и насыщается, а транзисторы 2 и 4.закрываются. При дальнейнем уве« 25 личении отрицательного напряжения на коллекторе транзистора 2 стабилитроиы 18, 19 пробиваются и транзистор 3 открывается и насыщается эа счет тока, текущего через стаби- эо литроны в базу этого транзистора.

Положительное напряжение от источника 6 подается на резистор 13 резистивного делителя, на эмиттер и базу закрытогс транзистора 2. При этом на выход поступает положительное напряжение от источника 6 через малое сопротивление насыщенного транзистора 3.

В начале квазиустойчивого состоя- 4О ния напряжение на эмиттере транзистора 4 положительно и практически равно напряжению на конденсаторе 7 в исходном состоянии.

Далее идет процесс перезаряда кон-4> денсатора 7 от источника отрицательного напряжения через генератор тока на транзисторе 8 и резисторе 9 и uat сыщенный транзистор 1. При этом диод 15 устраняет шунтирование конденсатора -7 стабилитроном 14, когда напряжение на конденсаторе становится отрицательным. Напряжение, подаваемое на базу транзистора 4, в зависимости от положения подвижного контакта потенциометра 12 может принимать значения от положительного, близкого к . источнику 6 опорного напряжения, до отрицательного, равного напряжению

5 6 на коллекторе транзистора 2 и застабилизированного относительно иСточника 6 стабилитронами 18 и 19.

После того, как напряжение на эмиттере транзистора 4 станет несколько более отрицательным, чем напряжение на подвижном контакте потенциометра

12 транзистор 4 начинает открываться.

А так как потенциал эмиттера транзистора 2 в этом состоянии более положителен, чем потенциал базы транзистора 4, то ток коллектора этого транзистора поступает в базу транзистора 2 и также открывает его. Уменьшение отрицательного напряжения на коллекторе транзистора 2 еще больше открывает транзистор 4, а через обычнуя связь вызывает увеличение напряжения на эмиттере транзистора 4, что в своя очередь способствует еще большему открывания транзисторов 4 и 2.

В результате лавинообразного процесса транзистор 1 закрывается, а транзистор 2 насыщается. Так как отрицательное напряжение на коллекгоре транзистора 2 резко уменьшается, стабилитроны 18 и 19 перестают проводить и транзистор 3 закрывается. После восстановления зарядов на конденсаторах

7 и 21 схема возвращается в исходное состояние.

Диод 17 служит для устранения положительного выброса на заднем фрон-., те импульса на коллекторе транзистора 1.

9! 7305

Формула изобретения импульсов, снимаемых с коллекторов транзисторов 1 и 2 (выходы 23 и 24) формирует импульсы противоположной полярности с улучщенной формой и малой величиной выходного сопротивле- 5 ния, снимаемые с эмиттера транзистора 2 (выход 25).

Экономический эффект достигается за счет того, что предлагаемый генератор импульсов позволяет перекрыть весьма значительный диапазон изменения длительности импульсов с использованием одной времязадающей емкости, в известных же мультивибраторах для этой цели потребуется 5 и более точных и стабильных конденсаторов, средства их коммутации и т.д. при использовании генератора импульсов в качестве формирователя импульсов фиксированной длительности уста- 20 новка различной длительности импульсов мбжет производиться подбором резисторов делителя при одной фиксированной емкости, что значительно дешевле, чем установка длительности 25 подбором времязадаищегд конденсатора.

Предлагаемый генератор импульсов формирует наряду с обычнымн импульсами импульсы противоположной поляр- 30 ности с улучщенной формой и малым выходным сопротивлением, что в некоторых случаях, избавляет от необходимости формирования таких импульсов специальными каскадами и упрощает схему устройства, в котором мультивибратор используется.

Генератор импульсов, содержащий источник опорного напряжения, ждущий мультивибратор на первом и втором транзисторах с емкостными коллекторно-базовыми связями и третьим транзистором в одной из них, база третьего транзистора подключена к средней точке резистивного делителя, одно плечо которого подключено к коллектору, а другое — к эмиттеру первого транзистора, о т.л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью расширения диапазона регулировки длительности импульсов H расщирения функциональных возможностей, в него введен четвертый транзистор, диод, два резистора и два стабилитрона, причем змиттер первого транзистора подключен к общей нине через диод, к базе первого транзистора через первый резистор и непосредственно — к коллектору четвертого транзистора, база которого через последовательно включенные стабилитроиы подсоединена к коллектору первого транзистора, и через второй резистор к эмиттеру четвертого транзистора и источнику опорного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

Р 607329, кл. Н 03 К 3/284, 1976.

2. Авторское свидетепьство СССР

Y - 434573, кл. Н 03 K 31284, 1970, 917305

Составитель И;Нагурин

Редактор А.Мотыль Техред Ч .Маточка Корректор М. Демчик

Заказ 1909/75 Тираж 954 . Подписное

RHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .113035, Москва, Ж-35, Рауиская наб., д. 4/5

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