Усилитель-инвертор

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 2 3 К 17/08,ОМИТЕТ СССР ИЙ И ОТНРЫТИИ ГОСУДАРСТВЕННЫ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ОПИ ТЕЛЬСТВУ ройство содержит входной каскад, вы"ходной каскад, инвертор 21Схемазащиты от перегрузки по току выполнена на диодном оптроне 15. Время заряда второго конденсатора 23 определяетвремя .присутствия режима перегрузкипо выходу, а время его разряда опре"деляет время выключенного состоянияустройства. Схема защиты обеспечиваетснижение общего тока, потребляемогоустройством в режиме перегрузки, иавтоматическое восстановление работоспособности при снятии режима короткого замыкания на выходе устройства.Второй диод 9, одиннадцатый и двенадцатый резисторы 11 и 10 обеспечивают фзащиту устройства от паводок напряжения в линии связи. 1 ил. Коньков 8474 6,5 76.(54) УСИЛИТ (57) Изобреной технике но в качест сигналов че Цель изобрености ра ЕЛЬ-ИНВЕРТОРтение относится ки может быть испве передатчика импрез кабельную магтения - повышениеботы устройства. импул ьзова ьсн страль. надежст(21) 4184589/24-21Изобретение относится к импульснбй технике и может быть использованФ в качестве передатчика импульсныхсигналов через кабельную магистраль.1Цель изобретения - повышение надежности работы устройства за счетвведения схемы защиты от перегрузкипо току и наводок напряжения безуМеньшения нагрузочной способности 1 Оустройства при согласовании с ТТЛсхемами по входу.На чертеже приведена электрическаясрсема усилителя-инвертора со схемойзащиты от перегрузки по току, 5Усилитель-инвертор содержит первый транзистор 1, коллектор которогочерез первый резистор 2 соединен сйервой шиной питания, а эмиттер через второй резистор й соединен с об Офей шиной. К коллектору первого тран-,зистора 1 подключена база второго фтранзистора 4 и катод первого диода5 Коллектор второго транзистора 4объединен с коллектором третьего 25транзистора б и через четвертый ре,зистор 7 подключен к первой шине питания, Эмиттер второго транзистора 4подключен к базе третьего транзистора 6 и аноду первого диода 5. База ЗОчетвертого транзистора 8 подключенак эмиттеру первого транзистора 1, аэмнттер подключен к общей шине, Кэмиттеру третьего транзистора б под- .ключен анод второго диода 9 катод й 5которого соединен с выходной клеммой. Между катодом второго диода 9 и коллектором четвертого транзистора8 включен двенадцатый резистор 10, а между эмиттером третьего транзис тора б и общей шиной включен одиннадцатый резистор 11. К базе первого транзистора 1 подключен коллектор пя. того транзистора 12, база которого через третий резистор 13 подключена к второй шине питания (+5 В), а эмиттер - к входной клемме. К первой шине питания подключен первым выводом пятый резистор 1 4, второй вывод которого подключен к аноду светодиода диодного оптрона 15, катод которого подключен к коллекторам второго 4 и третьего 6 транзисторов, Катод фотодиода диодного оптрона 15 подключен к второй шине питания (+5 В), а анод фото диода через первый конденсатор 16 и шестой резистор 17 подключен к общей шине. К аноду фотодиода диодного опт-, рона 15 подключена база шестого транзистора 18, эмиттер которого подключен к общей шине, а коллектор - через седьмой резистор 19 - к второй шине питания (+5 В). Между коллектором шестого транзистора 18 и базой седьмого транзистора 20 включен инг вертор 21, вход которого подключен к коллектору шестого транзистора 18, а выход - к базе седьмого транзистора 20, Коллектор седьмого транзистора 20 через восьмой резистор 22 подключен к второй шине питания (+5 В), а эмиттер - через второй конденсатор 23 - к общей шиче, К эмиттеру седьмого транзистора 20 подключен первым выводом девятый резистор 23, а вторым выводом девятый резистор 24 подключен к базе восьмого транзистора 25, эмиттер которого подключен к общей шине, а коллектор - к коллектору первого транзистора 1. Между эмиттером и базой восьмого транзистора 254включен десятый резистор 26.Усилитель-инвертор работает следующим образом.При приходе на вход напряжения логической "1" напряжением 2,4-5 В первый транзистор 1 открывается и открывает четвертый транзистор 8, а второй 4 и третий б ранэисторы закрыты. На выходе устанавливается напряжение низкого уровня., близкое к 0 В. При приходе на вход напряжения логического "0" напряжением 0 - 0,4 В первый транзистор 1 закрывается, закры" вается четвертый транзистор 8, а второй 4 и третий б транзисторы от" крываются, на выходе устанавливается напряжение, близкое к напряжению Е, В выходной цепи при этом протекает ток Т , определяемый напряжением пи.тания и сопротивлением нагрузки.Этот ток создает на четвертом реэис" торе 7 падение напряжения, равное 1 К, где В - номинал напряжения 7, Пока это напряжение меньше порогово" го напряжения светодиода диодного оптрона 15, равному 1, 2 В, ток через светодиод не течет, фотодиод диодного оптрона 15 закрыт, закрыт шестой транзистор 1 8, на коллекторе которого создается напряжение высокого уровня, которое поступает на вход инвертора 21, на выходе которого создается напряжение низкого уровня, величиной 0-0,4 В, седьмой транзистор 20 закрыт, второй конденсатор 23 разряжен и восьмой транзистор 25закрыт, что не мешает прохождениюсигнала.При повышении тока нагрузки падение напряжения на четвертом резистоБре 7 превышает пороговую величину в1,2 В, часть тока нагрузки начинаетпротекать через светодиод диодногоаптрона 15 и пятый резистор 14. Токсветодиода вызывает ток фотсдиода,который открывает шестой транзистор18. На входе инвертора 21 устанавливается низкое напряжение, а на выходе - напряжение, близкое к напряжению +5 В. Второй конденсатор 23 быстро заряжается через низкоомное восьмое сопротивление 22. Напряжение свыхода эмнттера седьмого транзистора20, до которого заряжается второйконденсатор 23, открывает восьмой 20транзистор 25, на коллекторе которого, соединенного с коллектором закрытого первого транзистора 1 и базойвторого транзистора 4, создается низкое напряжение, близкое к 0 В. Второй транзистор 4 и третий транзистор6 закрываются, ток нагрузки прекращается. Светодиод диодного оптрона15 закрыт, следовательно на выходеинвертора 21 устанавливается низкое З 0напряжение и седьмой транзистор 20закрывается. Однако заряженный второй конденсатор 23 начинает разряжаться через высокоомный девятый резистор 24 и базу восьмого транзисто 35 ра 25, не давая возможности измениться состоянию на выходе и появитьсятоку нагрузки, На выходе присутствует напряжение низкого уровня на все время разряда второго конденсатора 23, После окончания разряда второго конденсатора 23 и, если на входе присутствует напряжение логического "0", второй 4 и третий 6 транзисторы от крываются и появляется ток. нагрузки, 45 Если на выходе присутствует режим короткого замыкания или ток превышает рабочий, то схема опять отключается,если короткого зайакания или перегрузки нет, схема продолжает нормально работать. Время заряда второго конденсатора 23 определяет время присутствия режима перегрузки по выходу и не превышает 1 мкс, а время его разряда определяет время выключенного состояния усилителя-инвертора и составляет не менее 100 мкс, таким образом в режиме короткого замыкания или перегрузки на выходе схемы возникают импульсы тока перегрузки длительностью не более 1 мкс и со скважностью не менее 100, Это обеспечивает снижение общего тока, потребляемого схе" мой, до 30-40 мА по сравнению с рабочим током 180-200 мА и автоматичес" кое восстановление работоспособности при снятии режима короткого замыкания на выходе. Указанньй режим, возникающий при коротком замыкании, не превышает допустимого в работе транзисто-, ров и не влияет на надежность схемы.Первый конденсатор 16 служит для устранения ложного срабатывания схемы зашиты от короткого замыкания при работе устройства на емкостную нагруз ку, что представляет из себя кабель" ную магистраль. Второй диод 9, одиннадцатый 11 и двенадцатый 10 резисторы служат для защиты устройства от наводок напряжения в линии связи,Формула изобретенияУсилитель-инвертор, содержащий входной каскад, подключенный между входной клеммой и базой первого тран" зистора, коллектор которого подклю чен через первый резистор к первой шине питания, а эмиттер - через второй резистор к общей шине, к коллектору первого транзистора подключена база второго транзистора и катод первого диода, анод которого подключен к эмиттеру второго транзистора, коллектор второго транзистора под" ключен к коллектору третьего транзистора, а эмиттер второго транзистора подключен к базе третьего транзистора, база четвертого транзистора подключена к эмиттеру первого транзистора, а эмиттер четвертого транзистора подключен к общей шине, о т л и " ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности работы, в него введена схема защитц от перегрузкипо току, входной каскад выполнен на пятом транзисторе, эмиттер которого подключен к входу входного каскада, база через третий резистор - к второй шине питания, а коллектор - к выходу входного каскада, схема защиты от пе" регрузки по току. состоит иэ диодного оптрона, четвертого, пятого, шестого, седьмого, восьмого, девятого и десятого резисторов, первого и второго конденсаторов, шестого, седьмого и восьмого транзисторов и инвертора,Составитель А. ЦехановскийТехред Л.Сердюкова Корректор С. ШекмарРедактор Г. Волкова Заказ 5143/55 Тираж 929 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 1429310 6 причем между коллектором третьего коллектор которого через восьмой ретранзистора и .первой шиной питания зистор подключен к второй шине питаЦведен четвертый резистор, к первой ния, а эмиттер через второй конденсашине питания подключен первый вывод тор - к общей шине, к эмиттеру седь" Мятого резистора, второй вывод кото мого транзистора подключен первый вырого подключен к аноду светодиода вод девятого резистора, второй вывод днодного оптрона, катод светодиода которого подключен к базе восьмого соединен с коллектором третьего тран- транзистора, эмиттер восьмого транзисэистора, като 1 фотодиода диодного тора подключен к общей шине, а коллекоптрона подключен к второй шине пита тор - к коллектору первого транзис" ия, а анод через первый конденсатор тора, между базой и эмиттером восьмошестой резистор подключен к общей го транзистора включен десятый резисне, к аноду фотодиода диодного оп- тор,одиннадцатый резистор подключенона подключена база шестого тран- между эмиттером третьего транзистора зистора, эмиттер .которого подключен 15 и общей шиной, анод второго диода к общей шине, а коллектор через седь- подключен к эмиттеру третьего транМой резистор - к второй шине питания, зистора, а катод - к выходной клемме, Й коллектору шестого транзистора под- двенадцатый резистор включен между к 1 лючен вход инвертора, выход которого выходной клеммой и коллектором четОодключен к базе седьмого транзистора,20 вертого транзистора.