Стробоскопический преобразователь электрических сигналов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 4 001 21334 РЕТЕН ТЕЛЬСТВ ронной Суэт шенковСССР 1981. С, КеЬпе еяазашрго - П - го 1 егг АЗОВАэлектрот быть схемах метров, етров. ыстр ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИЕК АВТОРСКОМУ СВИ(71) Московский институт элетехники(54) СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ПРЕОБТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ(57) Изобретение относится кизмерительной технике и можеиспользовано в интегральныхвходных устройств стробвольтстробосциллографов, корреломЦель изобретения - повышение 80123960 деиствия устроиства без ениякоэффициента передачи, У р ствосодержит мостовую диодную схему 1,шины входного 2 и выходного 3 сигналов, разделительные конденсаторы 4 и5, диодную цепочку 6, генераторы 7 и18 вытекающего тока, генератор 8 втекающего тока, источники 9 и 12 положительного напряжения, транзисторы14 и 15 дифференциальной пары, формирующей стробимпульсы, шины 19 и 20парафазных управляющих импульсов. Длядостижения поставленной цели в устройство дополнительно введены диоды10 и 11, третий источник 13 положительного напряжения, второй 16 и третий 17 генераторы втекающего тока.Выполнение формирователя стробимпульсов и стробсмесителя на одном кристалле арсенида галлия дает возможность создать высокочувствительныйстробопреобразователь с полосой пропускания до 10 - 12 ГГц. 1 ил.1 12Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в интегральных схемах входных устройств строб-вольтметров, стробосциллографов, коррелометров,Пелью изобретения является повышение быстродействия без ухудшения коэффициента передачи.На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства.Устройство состоит из мостовой диодной схемы 1, шины 2 входного сигнала, шины 3 выходного сигнала, первого разделительного конденсатора 4, второго разделительного конденсатора 5, цепочки 6 2 Р последовательно соединенных диодов, первого генератора 7 вытекающего тока, первого генератора 8 втекающего тока, первого источника 9 положительного напряжения, первого диода 10, второго диода 11, второго источника 12 положительного напряжения, третьего источника 13 положительного напряжения, первого транзистора 14 дифференциальной пары, второго транзистора 15 дифференциальной пары, второго генератора 16 втекаю- щего тока, третьего генератора 17 втекающего тока, второго генератора 18 вытекающего тока, первой и второй шин 19 и 20 парафазных управляющих импульсов.Генератор 7 вытекающего тока выполненов виде последовательного соецинения высокоомного резистора и источника отрицательного напряжения, генератор 8 втекающего тока - в виде последовательного соединения высокоомного резистора и источника положительного напряжения, генераторы 16 и 17 втекающего тока - в виде последовательного соединения транзисторов с соединенными электродами затвора и истока и источника положительного напряжения, генератор 18 вытекающего тока - в виде последовательного соединения транзистора с соединенными электродами затвора и истока и источника отрицательного напряжения. Параметры генераторов тока выбраны таким образом, чтобы суммарный ток генераторов втекающего тока равнялся суммарному току генераторов вытекающего тока, а токи генераторов, включенных последовательно с цепочкой 6 2 Р диодов, были равны.Первое объединение анода и катода диодов мостовой диодной схемы 1 соединено с шиной 2 входного сигнала,39607 2второе объединение анода и катода ди-,одов - с шиной 3 выходного сигнала,объединенные аноды диодов соединеныс первым генератором 7 вытекающеготока, первой обкладкой первого разделительного конденсатора 4 и катодомпервого из цепочки 6 2 Р последовательно соединенных диодов, объединенныекатоды диодов соединены с первым ге- О нератором 8 втекающего тока, первойобкладкой и второго разделительногоконденсатора 5 и анодом последнегоиз цепочки б 2 Р последовательно соединенных диодов, анод Р-го и катод 1 (Р+1)-го диода которой соединены спервым источником 9 положительногонапряжения, дифференциальную парутранзисторов 14 и 15, истоки которыхсоединены с вторым генератором 18вытекающего тока, затворы соединеныс шинами 19 и 20 парафазных управляющих импульсов.Анод первого диода 10 соединен свторым источником 12 положительного 2 напряжения, а катод - с вторым генератором 16 втекающего тока, второйобкладкой первого разделительногоконденсатора 4 и стоком первого транзистора 14 дифференциальной пары, катод второго диода 11 соединен с третьим источником 13 положительногонапряжения, а анод - с третьим генератором 17 втекающего тока, второй обкладкой второго разделительного конденсатора 5 и стоком второго транзистора 15 дифференциальной парь. Устройство работает следующим образомДифференциальная пара транзисторов 4014 и 15 формирует строб-импульсы. В исходном состоянии на затвор транзистора 4 подается высокий потенциал, а на затвор транзистора 15 - низкий, Потенциалы выбираются так, чтобы транзистор 15 был закрыт, а транзистор 14 находился в активном режиме.При этом диод 10 открыт, на нем падает напряжение П и через него протекает ток, который в сумме с током ге нератора 16 равен току генератора 18.Напряжение на стоке транзистора 14 в исходном состоянии Фиксируется диодом 10. на уровне П - Б (О, - напряжение источника 12) и транзистор 14 с гене ратором 18 образуют истоковый повторитель. Ток генератора 17 через от" крытый диод 11 стекает в источник 13 напряжения, который и определяет нап9607 4дифференциальное сопротивление открытых диодов в источник 9 напряжения,вследствие чего на плечах мостовойсхемы 1 быстро восстанавливаются исходные потенциалы.Наиболее полно преимущества устройства проявляются при выполненииего в виде интегральной схемы на арсениде галлия. В этом случае малыепаразитные емкости в плечах мостапрактически не шунтируют входнойсигнал, что обеспечивает широкую полосу пропускания устройства.Благодаря тому, что транзисторыдифференциальной пары работают либов активном режиме, либо закрыты, аих нагрузкой являются генераторытока, в плечи мостовой схемы в момент стробирования задаются импульсы тока от источника с большим выходным сопротивлением. Это предотвращает ответвление входного сигнала вцепь генератора строб-импульсов итем самым обеспечивает высокий коэффициент передачи входного сигналана выход устройства,Стробоскопический преобразователь электрических сигналов, содержащий мостовую диодную схему, первое объединение анода и катода диодов которой соединено с шиной входного сигнала, второе объединение анода и катода диодов - с шиной выходного сигнала, объединенные аноды диодов соединены с первым генератором вытекающего тока, первой обкладкой первого разделительного конденсатора и катодом первого из цепочки 2 Р последовательно соединенных диодов, объединенные катоды диодов соединены с первым генератором втекающего тока, первой обкладкоч второго разделительного конденсатора и анодом последнего из цепочки 2 Р последовательно соединенных диодов анод Р-го и катод (Р+1)-го диода которой соединены с первым источником положительного напряжения, дифференциальную пару транзисторов, истоки которых соединены с вторым ге 3 123ряжение на стоке закрытого транзистора 15 на уровне П, + ПДиоды цепочки 6 открыты и черезпервые Х диодов протекает ток генера 1 тора 7, а через последние И диодов -ток генератора 8. При этом на каждомдиоде падает напряжение, равное ПДиодная мостовая схема 1 в исходномсостоянии закрыта в анодном плечесмещением П - М 1)в и О + БПв в катодном плече. Источник 9 напряженияслужит для настройки строб-преобразователя и в частном случае может давать напряжение 11 З, равное нулю.В момент прихода парафазных управляющих импульсов (отрицательного натранзистор 14 и положительного натранзистор 15), транзистор 14 закрывается, а транзистор 15 открывается,После запирания диода 1 С потенциал20стока транзистора 15 начинает повышаться до тех пор, пока не откроютсядиоды мостовой схемы 1. В этот момент напряжение на стоке транзистора14 станет равным П 1 г Пр- (Йд -%3 ю)25+ П 1 = П, + % - П . Транзистор 15 вто же время откроется и через негопротекут токи генераторов 16 и 17.Потенциал на стоке транзистора понизится ро величины П, + П - (ИУ +Ь).30Пг - П 1, - дг - П диоды 10 и 11во время действия направляющих импульсов закрыты, также закрыты 2 Ипоследовательно включенных диодов.Транзистор 15 находится в активномрежиме, потенциал на его стоке фикси-З 5руется открытым диодом мостовой схемы 1, подключенным к шине 2 входногосигнала. В это время исследуемый сигнал, подаваемый на шину 2.входногосигнала через открытую мостовую схему 1, проходит на шину 3, В моментокончания действия управляющих импульсов мостовая схемы 1 закрываетсяЕмкости разделительных конденсаторов 4 и 5 выбираются такой величины, 45чтобы за время действия управляющихимпульсов, напряжение на обкладкахконденсаторов практически не изменялось,Высокую частоту повторения управляющих импульсов обеспечивает цепочка 2 Р последовательно включенных диодов. В промежуток между действием управляющих импульсов эти диоды открыты и заряд, накопленный на разделительных конденсаторах под действиемтока, протекающего через мостовуюсхему, быстро стекает через малое Выполнение формирователя строб-импульсов и строб-смесителя на одном кристалле арсенида галлия дает возможность создать высокочувствительный строб-преобразователь с полосой пропускания до 1 СГГц. Формула изобретения12396 Г) 7 Составитель В. ЛившицТехред О.Сопко Корректор М. Максимишинец Редактор Л. Гратилло Заказ 3390/44 Тираж 728ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 нераторомвытекающего тока, а затворы - с шинами парафазных управляющих импульсов, и второй источник положительного напряжения, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия без ухудшения коэффициента передачи, он снабжен вторым и третьим генераторами втекающего тока, третьим источником положительного напряжения и двумя диодами, анод первого диода соединен с вторым источником положительного напряжения,а катод - с вторым генератсром втекающего тока, второй обкладкой первогоразделительного конденсатора и стоком первого транзистора дифференциальной пары, катод второго диода соединен с третьим источником положительного напряжения, а анод - с третьим генератором втекающего тока,второй обкладкой второго разделительного конденсатора и стоком второготранзистора дифференциальной пары.