Свч-триггер
(72) Автор изобретения
Л.И. Биберман (7!) Заявитель
Харьковский институт радиоэлектроники (54). СВЧ-ТРИГГЕР
Изобретение относится к области радиоэлектроники и может использоваться в устройствах автоматики, вычислительной техники и связи с повышенным быстродействием.
Известен бистабильный амплитудный динамический триггер СВЧ, содержащий автогенератор с жестким возбуждением, Y-циркулятор, к первому плечу которого подсоединен источник радиоимпульсов; электрически управляемый полупроводниковый выключатель, включенный между автогенератором и вторым, по направлению циркуляции, плечом Y-циркулятора, а также второй источник тактовых импульсов, подключенный к цепи управления полупроводникового выключателя. Триггер возбуждается тактовым импульсом, подаваемым от источника радиоимпульсов, . а по окончании импульса колебания срываются и триггер переходит в недовозбужденное состояние, в котором находится до прихода следующего радиоимпульса 1 .
Недостаток устройства — ограниченные функциональные возможности, что
5 объясняется невозможностью реализации режима со счетным запуском.
Наиболее близок к предлагаемому . радиочастотный триггер, содержащий генератор синусоидального напряжения, параллельный состоящий из активного элемента и параллельного
LC-контура, фильтр, транзистор, эмиттер которого через резистор, зашунтированный конденсатором, соединен
is с общей шиной, коллектор - через кон- денсатор, а база — через резистор подключены к генератору синусоидальных колебаний, параллельно LC-контуру включена последовательная цепь из двух транзисторов, базы транзисторов соединены с двумя цепочками, первая из которых состоит из диода, резистора и линии задержки, а вторая " из
96685 диода и линии задержки. Устойчивые состояния триггера соответствуют двум различным уровням напряжения на его выходе, а перевод устройства из одного устойчивого состояния в другое осуществляется с помощью импульсов, подаваемых на шину управления (2 .
Недостатками известного устройства являются ограниченное быстродействие, определяемое сравнительно низкой скоростью протекания переход. ных процессоЪ в подобных схемах, и снижение надежности из-за высокой сложности схемы.
Цель изобретения - повышение быст15 родействия и надежности динамического радиочастотного триггера.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство содержащее активный элемент, подключенный к параллельному LC-контуру и источнику питания, дополнительно включены статический триггер со счетным входом, два прибора с регулируемым активным сопротивлением с управляющим входом каждый и дроссель, причем включенные параллельно первый прибор с регулируемым активным сопротивлением и дроссель соединены последовательно .с катушкой индуктивности, управляющий вход первоЗО
ro прибора с регулируемым активным сопротивлением соединен с первым выходом статического триггера, второй прибор с регулируемым. активным сопротивлением включен посладовательно 35 с конденсатором, управляющий вход второго прибора с регулируемым активным сопротивлением соединен с вторым выходом статического триггера, а входная шина управления устройством соедин кена со счетным входом статического триггера.
На фиг. I показана структурная схема СВЧ-триггера; на фиг, 2 — эквивалентные схемы автогенератора: а — 45 полная; б — упрощенная для первого устойчивого состояния; в — упрощенная для второго устойчивого состояния; на фиг. 3 — а — граница 1, раз. .«50 деляющая в плоскости параметров е" и области устойчивости и коле(Q NJбаний генератора и положения его изображающей точки (ИТ) на траектории 2; б - графики изменения частоты колебаний автогенератора, соответствующие движению ИТ по траекториям 1 и 2.
7 4
СВЧ-триггер содержит генератор синусоидальных колебаний на активном элементе 1 с колебательным контуром, образованным индуктивной катушкой 2 и конденсатором 3. В индуктивную и емкостную ветви контура включены приборы 4 и с регулируемым активным сопротивлением, например полевые транзисторы или СВЧ-диоды, управляющие входы приборов соединены с выходами статического триггера 6 со счетным запуском, вход которого является входом устройства . Напряжение смещения на активный элемент подается от источника 7 питания. Прибор 4 зашунтирован дросселем цепи питания 8.
Входные сигналы подаются на входную шину управления 9, а выходные сигналы снимаются с выходной шины 10.
Для объяснения принципа действия
СВЧ-триггера составим эквивалентные схемы с сосредоточенными параметрами генератора синусоидальных колебаний по переменному току (фиг. 2). Известно, что механизм возникновения колебаний в автогенераторах с параллельным LC"контуром объясняется действием положительной обратной связи по напряжению, что эквивалентно включению в колебательную систему с потерями дифференциального отрицательного сопротивления (ОС) с вольтамперной характеристикой типа N (негатрона типа й), имеющего емкостный характер ОС. С учетом этого активный элемент 1 (фиг. 1) на эквивалентной схеме, соответствующей режиму колебаний с малой амплитудой (фиг. 2о), заменен ОС - RN с собственной емкостью Сы. Действие приборов 4, 5 с регулируемым активным сопротивлением (фиг. 1) на эквивалентной схеме (фиг. 2а) учтено с помощью включения управляемых резисторов R 1 и КС. Шунтирование резистора В дросселем цепи питания с индуктивностью L обеспечи- вает стабилизацию смещения на активном элементе при регулировке В1.
Данная схема автогенератора описывается достаточно сложным дифференциальным уравнением четвертого порядка, а колебательная граница, разделяющая в пространстве параметров схеГ мы области устойчивости и колебанийгромоздким кубическим уравнением, задающим функцию Rg(R,L,С,IRAQI,Lä, Сы). Однако в весьма широком диапазоне частот, для которого справедливы неравенства 03L ) Rg, С )> Сы
5 9668 могут использоваться упрощенные эквивалентные схемы (фиr. 26,B). В этом случае колебательная граница в плоскости безразмерных сопротивлений совпадает с нижней ветвью гиперболы S
9 re (1) .
1 - ге гег = " r д . L = )R l ТГ,т 9= СР Р которая представлена кривой 1 на фиг. 3, а частота колебаний при перемещении ИТ автогенератора по этой кривой определяется выражением
f = 1 -g, (2) гр где Х, = 1/2 7i ГС .
Отметим, что для безразмерных параметров (2) выполняются условия 20
О < г, re, р < 1 . (3)
В крайних точках границы 1 с координатами (г L — — р; гg = О) и (гL = 0;
re = р) частоты (3) колебаний в двух устойчивых режимах соответственно д равны < = а V1 Р Fz =
"-Р
У например, при р = 0,9 частота f в эв десять раз превышает f . При движении
ИТ автогенератора по траектории (фиг. 3a) амплитуды колебаний возрастает, а отношение частот f и f< несколько уменьшается (кривая 2, Фиг. 36) °
Указанные свойства эквивалентной схемы автогенератора позволяют выполнить на его основе СВЧ-триггер.
С этой целью к управляющим входам приборов 4 и 5 (Фиг. 1)с регулируемым активным сопротивлением (например, полевые транзисторы или СВЧ-диоды) подсоединяются различные выходы статического триггера 6 со счетным запуском.
Первому устойчивому состоянию
СВЧ-триггера соответствует максимальное сопротивление прибора 4, определяемое напряжением на первом выходе статического триггера 6, и минималь56 ное сопротивление прибора 5, определяемое напряжением на втором выходе статического триггера, - минимально (фиг. 2 Ь). В этом состоянии ИТ находится в положении ИТ1 (фиг. Зс ), что соответствует устойчивому дина" мическому режиму с частотой колеба-, ний порядка f (4). Подача на шину
57 6 управления 9 запускающего импульса приводит к опрокидыванию статического триггера. В результате сопротивление прибора 4 скачкообразно уменьшается, а сопротивление прибора 5 скачкообразно увеличивается. Второму устойчивому состоянию СВЧ-триггера соответствуют эквивалентная схема автогенератора (фиг. 2 B) и положение
ИТ (фиг. 3с ), причем по окончании переходного процесса частота колебаний устанавливается близкой к f g (4).
Подача на шину управления 9 следующего запускающего импульса привоу т к его опрокидыванию в первое устойчивое состояние. Таким образом, устройство представляет собой бистабмльный динамический триггер, устойчивые состояния которого характеризуются колебаниями с многократно отличающимися частотами.
Устройство выполнено по более простой схеме, чем известное, что обеспечивает повышение надежности. Использование современных СВЧ-негатронов типа Н, например туннельных диодов и диодов Ганна, в качестве активных элементов с характеристикой типа и и СВЧ полупроводниковых диодов в качестве приборов с регулируемым активным сопротивлением в сочетании с высокочастотными статическими триггерами позволяет значительно повысить быстродействие динамического триггера, выполненного методами СВЧ-технологии.
\ формула изобретения
СВЧ-триггер, содержащий активный элемент, подключенный к параллельному
LC-контуру и источнику питания, о тл и чающий с я тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности, он дополнительно содержит статический триггер со счетным входом, два прибора с регулируемым активным сопротивлением с входом управления каждый и дроссеюъ, причем вкмоченный параллельно первый прибор с регулируемым активным сопротивлением и дроссель соединены последовательно с катушкой индуктивности, управляющий вход первого прибора с регулируемым активным сопротивлением соединен с первым выходом статического триггера, второй прибор с регулируемым активным сопротивлением включен последо7 966857 8 вательно с конденсатором, управляющий Источники информации, вход второго .прибора с регулируемым принятые во внимание при экспертизе активным сопротивлением соединен с 1. Авторское свидетельство CCCP вторым выходом статического триггера 11 557477, кл. Н 03 K 3/00, 1977 ° а входная шина управления устройством > 2. Авторское свидетельство СССР соединена со счетным входом стат - У 537443, кл. Н 03 К 3/284, 1976 ческого триггера. (прототип), 966857
У
Фиа Я
Тираж 959 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 7899/75
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Составитель С. Пронин
Редактор О. Колесникова Техред С.Мигунова Корректор Н., БУРЯк
