Пороговое устройство

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ343249 фовз Советеиив Социалистическив РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 04.11,1969 ( 1301515/26-9)с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 22.Ч 1,1972, Бюллетень20Дата опубликования описания 10 Х 1 П.1972 М. Кл. 6 05 Ь 1/01Н 031 с 5/20 Комитет по делая изобретений и открытий при Совете Министров СССРУДК 621 374 33(088 8) Авторыизобретения Г. П. Виноградов, А. Н, Орлов и Ю. Я. Берс н . (1 Заявитель ПОРОГОВОЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть применено в импульсной технике, устройствах автоматики в качестве порогового устройства,Известны пороговые устройства, содержащие туннельный диод и транзистор.Недостатком известных устройств являетсябольшой ток туннельного диода на второй восходящей ветви вольтамперной характеристики при величине выходного сигнала, существенно превышающей порог срабатызания устройства, что приводит к повышению рассе.иваемой туннельным диодом мощности и его деградации.Следствием этого является уменьшение срока службыпороговогоустройства или ограниченный диапазон его входных напряжений.С целью повышения надежности и расширения диапазона амплитуд входных напряжений в предлагаемое пороговое устройство введен нелинейный элемент, например стабилитрон, включенный между коллектором транзистора и точкой соединения резисторов в цепи смещения туннельного диода.При величине входного сигнала, превышающей порог срабатывания устройства, туннельный диод переключается в область высокого напряжения, транзистор открывается, и значительная часть тока туннельного диода ответвляется через цепь, содержащую нелинейный элемент. Кроме того, для уменьшения разности напряжений срабатывания и отпускания или уменьшения рассеиваемой туннельным диодом мощности на туннельный диод 5 могут быть поданы импульсы, уменьшающиенапряжение на нем.На чертеже изображена принципиальнаясхема устройства.Пороговое устройство состоит из чувстви тельного элемента, в качестве которого применен туннельный диод 1 с резистивной цепью смещения (резисторы 2, 3), выходного усилителя на транзисторе 4 с коллекторным резистором Б, резистором б в цепи базового сме щения, резистором 7 связи и токоответвляющей цепи, содержащей стабилитрон 8 и встречно включенный диод 9. Токоответвляющая цепь может состоять из диода 10 и резистора 11; возможно применение обеих цепей в од ном устройстве. Для сглаживания пульсацийвходного сигнала и повышения помехоустойчивости порогового устройства может быть включен конденсатор 12. Резистор И необходим при подключении анода туннельного дио да к источнику положительного смещения(показано пунктиром на чертеже) для получения положительного или близкого к нулю по.рога срабатывания.Г 1 ри величине входного сигнала, меньшей ЗО порога срабатывания устройства, ток в цени, 343249Пороговое устройство, содержащее туннельцый диод с резистивцой цепью смещения и транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером, база которого подсоедицена к катоду туннельного диода, отличающееся тем, что, с целью повышения надежносги устройства и расширения диапазона амплитуд входных напряжений, введен нелинейный элемент, например стабилитрон, подсоединенный между коллектором транзистора и точкой соединения резисторов в цепи смещения туннельного диода. 50 55 60 3состоящей из туннельного диода 1 и резисторов 2, 3, мал, рабочая точка туннельного диода находится на первой восходящей ветви его вольтамперной характеристики, транзистор 4 заперт током смещения через резистор б, при этом по токоответвляющей цепи идет лишь обратный ток диодов 9 и 10, так как они заперты напряжением на коллекторе закрытого транзистора 4, При достижении входным сигналом величины порога срабатывания усгройства туннельный диод переключается, падение напряжения на нем увеличивается, транзистор 4 открывается током через резистор 7.Запирающее напряжение токоответвляющсй цепи падает до уровня напряжения на коллекторе насыщенного транзистора и при дальнейшем увеличении входного сигнала значительная часть тока, проходящего через туцнельный диод, замыкается через цепь, содержащую нелинейный элемент и открытый транзистор. Цепь, состоящая из стабилитрона 8 и диода 9, включается при величине напряжения в точке соединения резисторов (на конденсаторе 12), превышающий сумму пробивного напряжения стабилитрона 8, прямого падения напряжения на диоде 9 и напряже ния на коллекторе открытого транзистора 4. Токоответвляющая цепь: диод 10 - резистор 11, отличается значительно меньшим уровнем напряжения включения, но большей зависимостью падения напряжения на цей от величины ответвляемого тока, поэтому в разных пороговых устройствах могут быть применены различные токоответвляющие цепи и цх сочетания.Порог срабатывания схемы задается резисторами 2 и 3, величина тока на второй восходящей ветви туннельного диода определяется уровнем напряжения включения токоответвляющей цепи, величиной сопротивления резистора 3 и током через резистор 7. Порог срабатывания схемы может быть близок к нулевому напряжению или положительным, если подключить анод туннельного диода к источнику положительного смещения, при этом для обеспечения открытого состояния транзистора 4 необходимо включить резистор 13; уровень напряжения включения токоответвляющей цепи сохраняется; Аналогичную схему с включением токоответвляющей цепи при положительном напряжении можно получить при изменении полярности источников питания и смещения, полярности включения туннельного диода токоответвляющей цепи и при применении транзистора 4 типа и-р-и. Диод 9, кроме развязки цепи смещения туннельного диода от источника Еп, где Е, - напрягкение питания, при закрытом транзисторе 4 может одновременно служить для стабилизации падения напряжений на токоответвляющей цепи 5 10 15 20 25 30 35 40 45 при изменении температуры окружающей среды.Схема предлагаемого устройства имеет значительно больший диапазон входных напряжений, чем известные; ток, протекающий через тунцсльный диод при переключении его в область высокого напряжения не превышаст выбранной величины, и степень деградации туннельного диода существенно понижается,Разность напряжений срабатывания и отпускания предлагаемого порогового устройства можно уменьшить, если на туннельный диод подать импульсы как показано ца чертеже, причем при подаче положительных импульсов повышается напряжение отпускания, а при подаче отрицательных импульсов понижается напряжение срабатывания. При подаче положительных импульсов мощность, рассеиваемая туннельным диодом, уменьшается, а при подаче отрицательных импульсов - увеличивается.Для изменения полярностей подаются отрицательные импульсы, т. е. полярность импульсов должна быть такой, чтобы напряжение ца туннельном диоде уменьшилось,Если амплитуда импульсов недостаточна для переключения туннельного диода, то входным сигналам меньше и больше порога срабатывания соответствуют закрытое и открытое состояния транзистора 4; при переключении туннельного диода положительными импульсами тем же сигналам соответствует закрытое состояние транзистора 4 и наличие импульсов ца выходе схемы.Работоспособность предлагаемого порогового устройства была проверена на лабораторных макетах; величина тока туннельного диода ца второй восходящей ветви его вольтампсрцой характеристики це превышает выбранного уровня при величине диапазона входных напряжений 20 в. Следовательно, степень дерадации туннельного диода значительно пони- жена, а надежность его существенно возрастает,Предмет изобретения343249 Составитель Л. РубинчикТекред А. Камышникова Редактор Т. Морозова Корректор Е. Исакова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 3305/7 Изд. г 1 ь 1035 Тираж 406 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская цаб., д, 4/5