Устройство задержки

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пцб 50223 Сова Советских Социалистических Республи(5 л.зН ОЗК 5/13 присоединением заявк Государственный комитет СССР па делам изобретений и открытий.7 вания описан Авторыизобретени В. В, Криволапов ирнов, Б. В. Виноградо и М, И, Новичи 1) Заявите 4) УСТРОЙСТВО ЗАДЕРЖК,1,Изобретение относится к автоматике.Известны устройства задержки, представляющие собой различные модификации заторможенных мультивибраторов на основевремязадающей ЯС-цепи, конденсатор которой подсоединен к полюсам источника питания через коммутирующие цепь заряда иразряда времязадающего конденсатора ключевые транзисторы, пороговый каскад, подсоединенный к общей точке резистора и конденсатора времязадающей ЯС-цепи 11.Основным недостатком известных устройств является невозможность полученияимпульсов с большой длительностью безувеличения постоянной времени ЯС-цепи,так как разряд времязадающего конденсатора происходит непрерывно в течение времени формирования импульса.Известны также устройства задержки, содержащие времязадающую ЯС-цепь, ключевые транзисторы, пороговый каскад, генератор двухполярных импульсных сигналов,два диода 2.К недостаткам указанных устройств относятся небольшая величина выдержки времени и невысокая ее стабильность из-заподразряда конденсатора времязадающейЯС-цепи во время переключения генератора(из-за конечности длительности его фронтаи снаряда). 30 С целью увеличения выдержки времени и повышения ее стабильности в устройстве, содержащем времязадающую ЯС-цепь, резистор которой подсоединен к одной из шин источника питания, а конденсатор подключен к шинам источника питания через ключевые транзисторы, пороговый каскад на транзисторе, подсоединенном базой к точке соединения времязадающих резистора и конденсатора, генератор двухполярных импульсных сигналов, вход которого подключен к выходу порогового каскада, один из выходов упомянутого генератора соединен с базой первого ключевого транзистора через первый диод, и второй диод, соединенный анодом с базой транзистора порогового каскада, другой выход генератора двухполярных импульсных сигналов соединен с эмиттером транзистора порогового каскада, катод второго диода - с эмиттером первого ключевого транзистора, а база второго ключевого транзистора - с первым выходом упомянутого генератора.На чертеже представлена принципиальная схема устройства.Устройство содержит времязадающую цепь из резистора 1 и конденсатора 2, первый ключевой транзистор (нормально открытый) 3, второй ключевой транзистор (нормально закрытый) 4, пороговый каскадна транзисторе 5, генератор двухполярных импульсных сигналов на транзисторах 6 и 7, диоды 8 и 9, эмиттерный повторитель на транзисторе 10, симистор 11, стабилизатор 12 напряжения, делитель напряжения питания на резисторах 13 и 14, резисторы 15 - 22, конденсаторы 23, 24, нагрузку 25 и источник 26 управляемого напряжения.Работает устройство следующим образом, В исходном состоянии транзисторы 3, 5 и 6 открыты, а транзисторы 4 и 7, базы которых подсоединены соответственно через резисторы 15 и 20 к коллектору транзистора 5, закрыты. В результате к катоду диода 8, присоединенного к коллектору транзистора 7, приложено запирающее положительное напряжение. Заряд конденсатора 2 времязадающей цепи происходит по цепи: источник питания, нормально открытый ключевой транзистор 3, конденсатор 2 и цепь, состоящая из параллельно соединенных диода 9 и последовательно соединенных между собой переходов база-эмиттер транзистора 5 и коллектор-эмиттер транзистора 6.При подаче на вход устройства запускающего импульса положительной полярности транзистор 4 открывается, а транзистор 5 запирается отрицательным потенциалом на обкладке конденсатора 2, соединенной с его базой. Конденсатор 2 при этом начинает перезаряжаться через времязадающий резистор 1, резистор 14 делителя напряжения, источник питания и открытый транзистор 4. Высокий потенциал на. коллекторе транзистора 5, поступающий на резистор 20, переводит генератор двухполярных импульсных сигналов в автоколебательный режим.Когда транзистор 7 открыт, катод диода 8 имеет нулевой потенциал, в результате чего диод оказывается смещенным в прямом направлении и база транзистора 4 шунтпруется малыми сопротивлениями открытых диода 8 и транзистора 7, что приводит к запиранию транзистора 4 и прекращению разряда конденсатора 2. Нулевым потенциалом коллектора транзистора 7 закрывается так же транзистор 3, в результате подзаряда конденсатора 2 не происходит. В момент запирания транзистора 4 диод 9 открывается током, протекающим от источника питания, и шунтирует базу транзистора 5, поддерживая его в закрытом состоянии совместно с высоким положительным потенциалом на коллекторе транзистора 6, соединенном с эмиттером транзистора 5.Одновременное открывание диода 9 и запирание транзистора 6 позволяет скомпенсировать влияние переходного процесса на подразряд конденсатора 2 во время переключения генератора двухполярных импульсных сигналов.В момент очередного опрокидывания схемы генератора двухполярных импульсных сигналов, работающего в автоколебательном режиме, транзистор 7 закрывается, а 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 60 65 транзистор 6 открывается. На коллекторе транзистора 7 появляется высокий положительный потенциал, отпирающий транзистор 3 и запирающий диод 8, в результате чего открывается и транзистор 4. При этом конденсатор 2 подключается параллельно диоду 9, который, в свою очередь, включен параллельно цепи последовательно соедиенных переходов база-эмиттер транзистора 5 и коллектор - эмиттер транзистора 6. Поэтому отрицательным потенциалом на обкладке конденсатора диод 9 и транзистор 5 поддерживаются в закрытом состоянии.Конденсатор 2 перезаряжается пока закрыт транзистор 7. Высокий положительный потенциал на коллекторе транзистора 5 обеспечивает полное открывание транзистора 4. Цепь, состоящая из последовательно соединенных резистора 16 и открытого транзистора 3, служит коллекторным сопротивлением транзистора 4. При опрокидывании схемы генератора двухполярных импульсных сигналов гсрезаряд конденсатора 2 прекращается до появления следующего положительного импульса на коллекторе транзистора 7. Это повторяется периодически до тех пор, пока напряжение на обкладках конденсатора 2, соединенного с базой транзистора 5, не достигнет напряжения отпирания этого транзистора. Низкий уровень потенциала коллектора транзистора 5, поступающий на резистор 20, закрывает транзистор 7 и срывает автоколебательный процесс генератора двухполярных импульсных сигналов. Таким образом, на выходе устройства формируется импульс задержки. Схема устройства задержки возвращается в исходное состоянис.Диод 9, включенный в прямой проводимости для тока заряда времязадающего конденсатора 2, служит, кроме того, для уменьшения времени восстановления устройства задержки. Эмиттерный повторитель на транзисторе 10 является согласующим элементом между транзистором 5 и симистором 11, Резистор 22 ограничивает величину управляющего тока симистора, применение симистора в качестве управляемого элемента, коммутирующего источник как постоянного, так и переменного тока, расширяет, таким образом, функциональные возможности устройства задержки. Вместо транзистора 5 может быть включен МДП-транзистор, позволяющий расширить длительность импульса задержки за счет значительно большего входного сопротивления, причем вывод времязадающсго резистора 1, не соединенный с затвором МДП-транзистора, подключен к отводу резистивного делителя напряжения источника питания для стабилизации напряжения отпирания. Для уменьшения времени восстановления с устройства между затвором и земляной шиной может быть включен диод 9 в прямой полярности для тока заряда времяз ада ющего конденсатора 2.каз 2721/11 Изд Лго 170 Тираж 1059 Подписи НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5ипография, пр, Сапунова Включение стабилизатора напряжения между коллектором транзистора 10 и плюсовой шиной основной схемы обеспечивает повышение стабильности задержки при применении маломощного стабилизатора напряжения.Использование устройства позволяет создавать высокостабильные устройства задержки и реле времени с длительностями порядка сотен секунд, управляющие (коммутирующие) источниками как постоянного, так и переменного тока большой мощности, при невысокой потребляемой мощности самого устройства. Устройство может также применяться в качестве ждущего генератора пачек импульсов при снятии сигнала с коллектора любого транзистора генератора импульсов. Устройство задержки, содержащее время- задающую КС-цепь, резистор которой подключен к одной из шин источника питания, а конденсатор подключен к шинам источника питания через ключевые транзисторы, пороговый каскад на транзисторе, подсоединенном базой к точке соединения времязадающих резистора и конденсатора, генератор двухполярных импульсных сигналов,5 вход которого подключен к выходу порогового каскада, один пз выходов упомянутогогенератора соединен с базой первого ключевого транзистора через первый диод, второй диод, соединенный анодом с базой тран 10 зистора порогового каскада, о т л и ч а юще е с я тем, что, с целью увеличения выдержки времени и повышения ее стабильности, другой выход генератора двухполярныхимпульсных сигналов соединен с эмиттером15 транзистора порогового каскада, катод второго диода соединен с эмиттером первогоключевого транзистора, а база второго ключевого транзистора соединена с первым выходом упомянутого генератора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Справочник по импульсной технике.Под ред. Яковлева В. Н. гл. 5, 6 Киев,изд-во Техника, 1970.25 2. Лвторское свидетельство СССР393805, кл. Н ОЗК 5/13, 1971.