Генератор импульсов

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 140878 (21) 2653345/18-21с присоединением заявки Мо(51)М, К И 03 К 3/281 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 230980(54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ЕЯ 5 ьОа+ к сИзобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники в качестве задающего "енератора импульсов низкой частоты. 5Известен генератор импульсов, который содержит два инвертора на биполярных транзисторах разных типов проводимости, включенные по кольцевой схеме с одной непосредственной связью,10 и второй связью, образованной последовательно включенными элементами хронирующей ВС-цепи 11 .При закрытых транзисторах обоих инверторов перезаряд хронирующего 15 конденсатора осуществляется через открытый в это время третий транзистор, управляемый с выхода иэ инверторов. Однако один из полупериодов колебаний формируется при напряжении на хрони рующем конденсаторе, близком к устано вившемуся значению, этим определяется сравнительно низкая стабильность частоты генератора. Другим недостатком данного устройства является ог-. 25 раничение сопротивления хронирующего резистора режимом транзистора по постоянному току и, как следствие, сравнительно высокая частота генерации. Этот недостаток схемы особенно прояв 30 2ляется при повышении требований к стабильности генератора в диапазоне температур и его габаритам, так как последние в этом случае определяются хронирующим конденсатором.Известен также генератор импульсов, содержащий полевой и биполярный транзисторы, резисторы, конденсатор, диод 2 .Автоколебательный режим в указанном генераторе достигается выбором напряжения смещения на затворе полево го транзистора (рабочей точки) в области активной работы. При подходе снаружи к границам этой зоны в устройстве действует положительная обратная связь и происходит ее переключение во второе квазиустойчивое состояние.Ширину активной области можно опре. делить по формуле где . Ь 0 - область изменения напряжеЭния на затворе,в пределахкоторой схема находится вактивном режиме работыЕ - напряжения питания,5 - крутизна переходной характеристики полевого транзистора,р - коэФФициент прямой подачитока биполярного транзистора;й - коллекторная нагрузка биполярного тарнэисторафк - стоковая нагрузка полевого транзистора;В - сопротивление резисторамежду стоком полевого тран"0зистора и базой биполярного транзистора. Из анализа преведенной Формулы следует, что практическая ширина активнойобласти очень мала и составляет десят ки милливольт. Отсюда вытекает первый недостаток устройства; при изменении параметров элементов устройства в реальных условиях эксплуатации (при изменении напряжения питания, темпера- щ туры окружающей среды, старении элементов) велика вероятность выхода рабочей точки Из области активной работы устройства и срыв генерации.Второй недостаток устройства, связанный с малой шириной области активной работы, заключается в том, что опрокидывание происходит вблизи установившегося значения напряжения на хронирующем конденсаторе, т.е. на пологом участке экспоненты. Этим опре- , З 0 деляется низкая стабильность частоты генератора в условиях эксплуатации.Целью изобретения является повы-шение эксплуатационной надежности и стабильности частоты генератора. 35Для этого в генераторе импульсов, содержащем полевой и биполярный транзисторы, эмиттер биполярного транзис-. тора соединен с шиной источника питания, коллектор - с одним иэ выво дов коллекторного резистора и через конденсатор - с затвором полевого транзистора, который через параллельную цепочку, состоящую из последовательно соединенных резистора и диода, соединен с реэистивным делителем, соединенным с общей шиной и с шиной источника питания, которая через резистор соединена с базой биполярного и со стоком полевого транзисторов, резистор, конденсатор, исток полевого транзистора соединен с другим выводом коллекторного резистора, а через параллельно соединенные резистор и конденсатор - с общей шиной.На чертеже представлена принципиальная схема устройства.Между полюсом источника питания 1 и обшей шиной включен делитель, состоящий из резисторов 2-3, к средней точке которого подсоединен анод диода 4 и катод диода 5. Катод диода 4 через резистор б, а анод диода 5 через резистор 7 соединены с резистором 8 и конденсатором 9, Другой конец резистора 8 соединен с затвором полево. го транзистора 10, сток которого соединен через резистор 11 с полюсом источника питания и непосредственно с базой биполярного транзистора 12. Эмиттер биполярного транзистора 12 соединен с полюсом источника питания 1, коллектор соединен с другим концом конденсатора 9 и через последовательно соединенные резисторы 13 и 14 - с общей шиной. Общая точка резисторов 13 и 14 соединена с истоком полевого транзистора 10 и через конденсатор 15 с общей шиной.Генератор импульсов работает следующим образом.При поступлении напряжения питания транзистор 10 открывается положительным напряжением, поступающим на его затвор с делителя, состоящего из резисторов 2 и З,через диод 4 и резисторы б и 8. Напряжение на его стоке уменьшается и вызывает открывание транзистора 12. При этом положительный скачок напряжения, равный напряжению питания, поступает через хронирующий конденсатор 9 и резистор 8 на затвор транзистора 10, и скачок напряжения, равный части напряжения, с некоторой задержкой поступает с общей точки резисторов 13 и 14 на исток полевого транзистора 10.Конденсатор 9 начинает заряжаться через открытый транзистор 12, последовательно соединенные резистор 7, диод 5 и делитель на резисторах 2 и 3. По мере заряда конденсатора 9 напряжение на затворе транзистора 10 уменьшается, стремясь к напряжению делителя на резисторах 2 и 3, напряжение на истоке уменьшается эа счет уменьшения тока истока, стремясь к напряжению делителя на резисторах 13 и 14, Когда. напряжение на переходе затвор-исток транзистора 10 достигает напряжения его отсечки, транзистор 10 закрывается и вызывает закрывание транзистора 12. Отрицательный скачок напряжения, равный напряжению питания, поступает на затвор транзистора 10, подтверждая его закрытое состояние. Напряжение на истоке скачком уменьшается практически до нуля. Конденсатор 9 начинает разряжаться через последовательно соединенные резисторы 13, 14, б, диод 4 и делитель на резисторах 2 и 3. Напряжение на затворе в процессе разряда конденсатора 9 увеличивается, и при достижении на переходе затвор-исток напряжения отсечки схема опрокидывается, в результате транзисторы 10 и 12 открываются. Далее процессы в устройстве повторяются,Значение, к которому стемится напряжение на затворе транзистора 10, равно напряжению делителя на резисторах 2 и 3:Открывание транзистора 10 происходит при напряжении на затворе Оз 0,765986 Оо,и. 2 (Ог,з+ Оовс ) ставитель В,Бугхред А.Щепанска ректор Е Папп Редактор О.Стенин 52 Тираж 995И Государственного комитпо делам изобретений и5, Москва, Ж, Раушская каэ 6526 Подписна СССРкрытийаб., д. 4/5 ент", г.ужгород, ул. Проектная, 4 лиал П где О - напряжение отсечки полево го транзистора. Закрывание транзистора 10 происходит при напряжении на затвореОопс + Оо,цфгде Од - напряжение на выходе делителя на резисторах 13 и 14. 5Разность между напряжениями Оз иЧ Оэ (Оэ) характеризует удаленность рабочей точки схемы от области ее активной работы и тем самым определяет диапазон взаимных перемещений рабочей 10 точки и границ области активной работы в условиях эксплуатации (надежность функционирования схемы); крутизну экспоненциальной зависимости Оз = Оз(с) в точке опрокидывания схемы (стабильность частоты колебаний). Выбором номиналов сопротивлений резисторов 2,3 и 13,14 можно выбрать такой режим работы схемы, когда ее рабочая точка при формировании каждого из полупериодов удалена на одинаковые расстояния от области активной работы, при этом в схеме реализуется максимальная стабильность частоты. Условие оптимальной настройки .схемы: Формула изобретенияГенератор импульсов, содержащийполевой и биполярный транзисторы,эмиттер биполярного транзистора соединен с шиной источника питания, коллектор - с одним из выводов коллекторного резистора и через конденсатор - сзатвором полевого транзистора, который через параллельную цепочку,состоящую иэ последовательно соединенных резистора и диода, соединен с реэистивным делителем, соединенным с общей шиной и с шинойисточника питания, которая через резистор соединена с базой биполярногои со стоком полевого транзисторов, реэектор, конденсатор, о т л и ч а ю -Ш и й с я тем, что, с целью повышенияэксплуатационной надежности и стабильности частоты, исток полевоготранзистора соединен с другим выводомколлекторного резистора,а через па,раллельно соединенные резистор и конденсатор - с обшей шиной,.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Великобритании 9 128970кл. Н 03 К 3/281, опублик. 1972.2. Авторское свидетельсТво СССРР 422080, кл. Н 03 К 3/281, 1974