Стробируемое пороговое устройство

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19) (Ш А 1 К 5/24 1 0 58 4 ф-" мХч 4 я ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ асенко диапазона.конференц11. Каунас ми лоро ов определяется только ового устройства. 2 ил Егг ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Чергелис А,-В, И. и др, Многоканальные широкополосные коммутаторы наносекундного Материалы 711 научи,техн ии Радиоизмерения, т, 1 1978,с, 84,(54) СТРОБИРУЕМОЕ ПОРОГОВОЕ УСТРОЙСТВО(57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в контрольно-измерительной аппаратуре, предназначенной для измеренияамплитудных и временных параметровэлектрических процессов в нано- и пикосекундном диапазонахЦель изобретения - повышение точности срабатывания за счет обеспечения неизменности режимов работы элементов в моментсрабатывания и расширения динамического диапазона входных напряжений за счет ограничения допустимого входного напряжения. Для достижения поставленной цели в устройство, содержащееполевой транзистор 1, входную шину 2,резисторы 3, 5, 7, 8, 9, 11, 13, 15,19, 20 и 21, туннельный диод 6, источник 4 питания, источник 10 опорного напряжения, транзистор 12, выходные шины 14 и 22, генератор 4, источник 10 опорного напряжения, транзистор 12, выходные шины 14 и 22, генератор 17 стробирующих импульсов, входвходную шину 24 "Сброс", введены разделительные конденсаторы 16, 18 и 23,Введение конденсаторов обуславливаетто, что изменение порога срабатыванияпроизводится изменением потенциалавсего порогового устройства относительно исследуемого сигнала, что обеспечивает неизменность режимов работывсех элементов устройства в моментсрабатывания. За счет этого погрешность измерения амплитудных парамет 1288903Изобретение относится к импульсной технике и может. быть использовано в , контрольно-измерительной аппаратуре, предназначенной для измерения амплитудных и временных параметров электрических процессов в нано- и пикосекундном диапазонах.Целью изобретения является повышение. точности срабатывания за счет обеспечения неизменности режимов работы элементов в момент срабатывания и расширения динамического диапазона входных напряжений за счет ограничения допустимого входного напряжения,На фиг, 1 изображена принципиальная схема стробируемого порогового устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройстваСтробируемое пороговое устройство содержит полевой транзистор 1, подключенный затвором к входной шине 2, исток через первый резистор 3 - к минусовой шине источника 4 питания, а сток через второй резистор 5 - к аноду туннельного диода 6 и через третий резистор 7 - к плюсовой шине источника 4 питания, подсоединенной через четвертый резистор 8 к аноду туннельного диода 6, катод которого подключен через пятый резистор 9 к минусовой шине источника 4 питания, подключенной к первому выходу источника 10 опорного напряжения, второй выход которого подключен к шине нулевого потенциала, при этом катод туннельного диода 6 подсоединен к истоку полевого транзистора 1 через шестой резистор 11 и непосредственно - к эмиттеру и-р-п транзистора12, коллектор. которого подключен через седьмой резистор 13 к первой выходной шине 14 и через последовательно соединенные восьмой резистор 15 и первый разделительный конденсатор 16 - к первому выходу генератора 17 стробирующих импульсов, инверсный выход которого подключен через последовательно соединенные второй разделительный конденсатор 18 и девятый резистор 19 к эмиттеру и-р-птранзистора 12, подключенного к базе через десятый резистор 20 и через одиннадцатый резистор 21 - к второйвыходной шине 22, при этом база п-р-птранзистора 12 подключена через третий разделительный конденсатор 23 к входной шине 24 "Сброс". Сопротивления резисторов 3, 7, 5,11, 8, 9, 15, 19, 13 и 21 могут бытьпопарно равны, т.е, схема может бытьсимметричной.5 Источник 10 опорного напряжениязадает потенциал порогового устройства относительно сигнала. Генератор1 стробирующих импульсов формируетодновременно следующие идентичные10разнополярные поля стробирующих импульсов: положительный на прямом, аотрицательный на инверсном выходе.Резисторы 3 и 7 и полевой транзистор 1 образуют регулируемый де 15литель напряжения,Устройство работает следующим образомИсходное состояние туннельного диода 6 - низковольтное,20При 11 с Б (фиг. 2) напряженияна стоке и истоке полевого транзистора 1 равны (транзистор открыт).где 1 - пороговое напряжение;- напряжение, приложенное кзатвору. полевого транзистора 1.При изменении напряжения на затворе полевого транзистора 1 емкостизатвор-сток (С ) и затвор-исток(С ) заряжаются по цепям: выходноесопротивление источника сигнала, резисторы 3 и 7 соответственно и внутреннее сопротивление источников 4 и10, которое можно считать равным ну лю. При этом под действием заданноготока на резисторах 7 и 3 выделяетсянапряжение, одинаковое по форме ивеличине при условии, что параметрыцепей заряда емкостей одинаковы.Если Сз 1 Сз.и, необходимо их выравнять, подключив соответствующуюемкость к электродам затвор-исток иили затвор-сток. В момент(фиг. 2) прихода стробирующего им 45пульса туннельный диод 6 не переключается.При Б с 11 (фиг, 2) полевой транзистор 1 закрывается и через туннель 50ный диод 6 начинает протекать увеличивающийся ток Ьпод действием разности напряжений на стоке и затворе.Переходный процесс, связанный с зарядом С и Сз , не влияет на величи 55ну 61, так как параметры переходного процесса на стоке и истоке иден- тичны,Ток заряда проходных емкостейвает существенного влияния на погрешность порога срабатывания при измерении сигнала с длительностями фронта до 0,1-0,5 нс, так как постояннаярезисторов 5 и 11 не более 50 пс.достигает 0,5 д 1и при воздействии стробирующего импуЛьса, начиная с момента времени 1 , туннельныйдиод 6 переключается в высоковольтное состояние. Для перевода туннельного диода 6 в низковольтное состояние в момент времени 1 э на входнойшине 24 "Сброс" порогового устройства подается положительный импульс,открывающий транзистор 12, Цепь коллектор - эмиттер транзистора 12 шунтирует туннельный диод 6. Прохождение тока через туннельный диод 6прекращается, а после окончания действия импульса сброса транзистор 12запирается и туннельный диод 6 переходит в исходное низковольтное состояние. ность Таким образом, изменение порога срабатывания производится изменением потенциала всего порогового устройства относительно исследуемого сигнала, что обеспечивает неизменность режимов работы всех элементов устройства в момент срабатывания, За счет этого погрешность измерения амплитудных параметров определяется только шумами порогового устройства. Это обусловливает его прецизионУменьшение величин токозадающих резисторов 5 и 11 до десятков Ом увеличивает чувствительность и расширяет полосу пропускания устройства, а допустимое входное напряжение устройства ограничено только пробоем по затвору полевого транзистора 1 (для транзистора типа КП 905 напряжение пробоя по затвору составляет +30 В). Укаэанные особенности расширяют динамический диапазон входных напряжений устройства с одновременным расширением полосы про пускания. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50. Формула и з о б р е т е н и яСтробируемое пороговое устройство,содержащее полевой транзистор, затворкоторого подключен к входной шине,а шток - к минусовой шине источникапитания, через первый резистор, источник опорного напряжения, генератор стробирующих импульсов, п-р-птранзистор, эмиттер которого подключен через туннельный диод к первомувыводу второго резистора, третий,четвертый, пятый, шестой, седьмой,восьмой, девятый, десятый и одиннадцатый резисторы и выходные шины,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности и расширения динамического диапазона входныхнапряжений, в него введены три разделительных конденсатора, причемсток полевого транзистора подключенчерез третий резистор к плюсовой шине источника питания, минусовая шинакоторого соединена с первым выходомисточника опорного напряжения, второй выход которого соединен с шинойнулевого потенциала, а анод и катодтуннельного диода подсоединены черезчетвертый и пятый резисторы соответственно к плюсовой и минусовой шинам источника питания, при этом эмиттер и-р-п транзистора подключен к истоку полевого транзистора через шестойрезистор, второй вывод второго резистора соединен со с током полевого транзистора, а коллектор п-р-п транзистора подсоединен непосредственно к аноду туннельного диода, через седьмой резистор - к первой выходной шине и через последовательно соединенные восьмой резистор и первый разделительный конденсатор к прямому выходу генератора стробирующих импульсов, инверсный выход которого подключен через последовательно соединенные второй разделительный конденсатор и девятый резистор к эмиттеру п-р-п транзистора, который подключен к базе, соединенной через третий раз 11 Иделительный конденсатор к шине Сброс и через десятый резистор и через одиннадцатый резистор - к второй выходной шине.1