Формирователь импульсов

.02.73 (21) 1885492/26-9 Зависимое 1 с 5/О 22) Заявлено присоединением заявкиГосударствеииый иомите Совета Министров ССС ло делам изобретеиий 32) Приорите 621.373,52.09,74. Бюллетень35 Опубликовано открытии ата опубликоваппя описания 11.05,7. Суворов и Г. И. Готлибвычислительной техники АН Латвийской СС(54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСО Изобретение относится к импульсной технике, в частности к устройствам для формирования импульсов.Известен формировательо авт. св.312374.Однако известное устройство имеет ряд существенных недостатков.Недостаточно полно используется быстродействие транзисторов. Это вызвано тем, что невозможно в широком диапазоне частот и амплитуд входного сигнала выбрать оптимальный режим работы шунтирующего транзистора, что приводит к снижению предельной частоты работы и надежности формирователя.Выбор режима работы шунтирующего транзистора производится резистором, включенным между его базой и входным туннельным диодом. К величине этого резистора предъявляется ряд противоречивых требований, Малая величина резистора приводит к увеличению степени насыщения шунтирующего транзистора и, следовательно, увеличению времени его выключения. С ростом входной частоты шунтирующий транзистор уже не успевает закрываться в течение того времени, когда входной туннельный диод находится в низковольтном состоянии. Это ведет к уменьшению тока, переключаемого диодно-резистивным переключателем в базу транзистора выходного каскада, на величину остаточного коллекторимпульсов п Заявитель Институт электрон ного тока незакрытого шунтирующего транзистора и, следовательно, к исчезновению выходных импульсов формирователя, Величину базового резистора нельзя и завышать, так 5 как это может привести к тому, что для транзисторов с малым статическим коэффициентом усиления базовый ток будет недостаточен для насыщения.С другой стороны, в широком динамическом 10 диапазоне входных сигналов диапазон изменения напряжения на входном туннельном диоде также широк, что еще более осложняет выбор оптимальной величины базового резистора шунтирующего транзистора.15 Цель изобретения - повысить быстродействие и надежность формирователя и расширить динамический диапазон входных сигна- лов Для этого вход диодно-резистивного переключателя тока, выполненного на обращенном диоде, через дополнительный резистор соединен с источником питания и через дополнительный обращенный диод - с выходным туннельным диодом, а параллельно эмиттерно базовому переходу шунтирующего транзистора подключен дополнительный туннельный диод.На фиг. 1 дана принципиальная схема предлагаемого формирователя; на фиг. 2 - вре менные диаграммы его работы.Схема содержит ограничительный резистор 1, подключенный к входному туннельному диоду 2. Обращенный диод 3 и резистор 4 образуют диодно-резистивный переключатель тока, выход 5 которого подключен к базе транзистора 6 выходного каскада. В эмиттер этого транзистора включен туннельный диод 7, а в коллектор - резистор 8. К выходу 5 подключен коллектор шунтирующего транзистора 9, база которого соединена с дополнительным туннельным диодом 10, а через резистор 11 - с входом 12 диодно-резистивного переключателя тока, дополнительным обращенным диодом 13 и одним выводом дополнительного резистора 14, второй вывод которого соединен с источником питания формирователя.Временные диаграммы работы формирователя приведены на фиг. 2, гдеУ - напряжение на входе;Уд - напряжение на входном туннельном диоде 2;У - напряжение на входе 12 диодно-резистивного переключателя тока;/ - напряжение на выходе 5 этого переключателя;д 3 пр, Уд 13 пр - напряжения на смещенных в прямом направлении обращенных диодах 3 и 13 (падения напряжения на них малы);Ьд 30 бр - напряжение на смещенном в обратном направлении обращенном диоде 3 (падение напряжения на нем велико);1/д,с - напряжение на дополнительном туннельном диоде 10;1/ - напряжение на выходном туннельном диоде 7.При отсутствии сигнала на входе туннельный диод 2 находится в низковольтном состоянии (рабочая точка на туннельной ветви характеристики), Через резисторы 4 и 14, диоды 3, 13 и 2 протекает начальный ток смещения (меньший пикового тока диода 2), вызывающий на прямосмещенных обращенных диодах 3 и 13 падения напряжения Ур и (lдзпр (см, фиг. 2). Суммой этих напряжений транзистор 6 выходного каскада смещен в сторону отпирания. Так как напряжение на выходе 12 мало (Уд 3 др на фиг. 2), то туннельный диод 10 находится в низковольтном состоянии, ток через него мал, а шунтирующий транзистор 9 закрыт.Если на вход схемы поступает нарастающий сигнал, то под действием его в момент (1, фиг. 2) достижения порога срабатывания туннельный диод 2 скачком переключается в высоковольтное состояние (на вторую восходящую ветвь характеристики), При этом обращенный диод 13 закрывается. Напряжение на входе 12 диодно-резистивного переключателя возрастает за счет падения напряжения на резисторе 11 от тока дополнительного резистора 14. Этот ток меньше пикового тока туннельного диода 10, поэтому последний находится еще в низковольтном состоянии. Рост напряжения на входе 12 вызывает запирание обращенного диода 3 и переключение тока рези 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 стора 4 в оазу транзистора 6, Это приводит к отпиранию последнего и как следствие переключению туннельного диода 7 в высоковольтное состояние, т.е. на выходах формирователя в момент 1, появляются сигналы, Переключение диода 7 вызовет повышение напряжения на выходе 5 диодно-резистивного переключателя, ток резистора 4 через диод 3 потечет на вход 12 переключателя тока в базовую цепь шунтирующего транзистора. Этот ток намного превышает пиковый ток туннельного диода 10, поэтому последний форсированно переключается в высоковольтное состояние, при этом транзистор 9 открывается в момент 1 з и шунтирует выход 5, что приводит к запиранию транзистора 6, Туннельный диод 7 переключается обратно в низковольтное состояние. Шунтирование выхода 5 приводит к тому, что обращенный диод 3 пробивается в направлении обратного смещения напряжения на входе 12. Теперь часть тока резистора 14 ответвляется через обращенный диод 3 в коллектор шунтирующего транзистора 9. Напряжение на входе 12 снижается до величины падения напряжения на диоде 3 в обратном направлении (на временной диаграмме - Удзоср) плюс напряжение на коллекторе насыщенного транзистора 9, а базовый ток этого транзистора снижается до величины, обеспечивающей минимальное время восстановления этого транзистора. Ток через туннельный диод 10 теперь мал, но превышает его ток минимума, поэтому диод 10 остается в высоковольтном состоянии.Дифференциальное сопротивление обращенного диода при пробое в обратном направлении мало, поэтому с помощью диода 3 осуществляется жесткая фиксация напряжения на входе 12, а следовательно, и базового тока шунтирующего транзистор а.Такое состояние схемы - транзистор 6 и диод 13 закрыты, транзистор 9 открыт, тунпельпый диод 10 в высоковольтном состоянии - будет продолжаться в течение времени действия входного сигнала до момента 14, когда ток через входной туннельный диод станет меньше тока минимума. После этого диод 2 переключися в исходное низковольтное состояние. При этом диод 13 откроется, напряжение на входе 12 упадет, и туннельный диод 10 возвратится в низковольтное состояние, а транзистор 9 закроется; обращенный диод 3 сместится в прямом направлении током резистора 4.Таким образом, в схеме установится состояние, аналогичное описанному при отсутствии входного сигнала.Пока туннельный диод 2 находится в высоковольтном состоянии, обращенный диод 13 закрыт и полностью отделяет диод 2 от входа 12, т. е. от базовой цепи транзистора 9. Это исключает влияние амплитуды входного сигнала на степень насыщения транзистора 9 и позволяет оптимизировать ток его базы. Переключение туннельного диода 10 в444312 Фиг 1 высоковольтное состояние и соответственно включение шунтирующего транзистора 9 согласовано по времени с переключением выходного туннельного диода 7 в высоковольтное состояние через диод 3. Форсированное включение диода 10 и транзистора 9 током резисторов 4 и 14 определяет малую длительность импульсов на выходах формирователя, а снижение и фиксация базового тока шунтирующего транзистора 9 после его включения обращенным диодом 3 уменьшает степень насыщения и время восстановления транзистора 9. Этому же способствует малое дифференциальное сопротивление первой восходящей ветви туннельного диода 10 после его переключения на эту ветвь (в момент 14 возвращения устройства в исходное состояние).Таким образом, в некоторый момент действия нарастающего сигнала схемой формируются короткие импульсы положительной и отрицательной полярностей. При этом из принципа работы схемы видно, что частота следования входных сигналов может быть сколь угодно малой, Верхняя граница частоты определяется частотными свойствами применяемых полупроводниковых приборов и сущест венно превышает предел, достигаемый прототипом. Предмет изобретения 10 Формирователь импульсов по авт. св.312374, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности формирователя и расширения динамического диапазона входных сигналов, вход диодно-ре зистивного переключателя тока, выполненногона обращенном диоде, через дополнительный резистор соединен с источником питания и через дополнительный обращенный диод - с входным туннельным диодом, а параллельно 20 эмиттерно-базовому переходу шунтирующеготранзистора подключен дополнительный туннельный диод.