Формирователь трапецеидальных импульсов

(51) Н 03 К ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ектрон отехни ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ П(НТ СССР 1(71) Московский институт элной техники и Институт радии электроники АН СССР(56) Авторское свидетельство СССУ 1132350, кл, Н 03 К 4/94, 1983Авторское свидетельство СССРФ 944091, кл, Н 03 К 5/01 //(57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использованодля формирования биполярных импульсовЦель изобретения - повьппение температурной стабильности и точности ра-.боты устройства - достигается путемповьппения линейности фронтов формируемых импульсов в области малых времен нарастания и спада, Формированиефронтов обеспечивается через первыйи второй операционный усилители 4и 16, выход - через буферный усилитель 2, 1 з,п, ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к импульснойтехнике и может быть использовано дляФормирования биполярных импульсов.Цель изобретения - повышение темпе 5ратурной стабильности и точности работы устройства за счет повышениялинейности Фронтов формируемых импульсов в области малых времен нарастания и спада, 0На Фиг,1 и 2 приведены два варианта выполнения устройства; нафиг.З - эпюры, поясняющие работуустройства,Формирователь трапецеидальныхИмпульсов содержит конденсатор 1,первая обкладка которого .соединенас общей шиной устройства, вторая .обкладка - с входом буферного усили -теля 2 и через первый диод 3 с выходом первого операционного усилителя 4, второй 5, третий 6 и четвертый7 диоды, первый 8 и второй 9 источники опорного напряжения, первый 10 ивторой 11 источники тока, коммутатор 2512, управляющий, вход которого соеди-нен с шипой 13 управления, первое 14и второе 15 токовые зеркала, второйоперационный усилитель 16, неинвертирующий вход которого соединен спервым источником 8 опорного напряжения, инвертирующий вход - с первымвыходом первого токового зеркала 14.И катодом второго диода 5, анод которого соединен с выходом второго опера 35Ционного усилителя 16 и анодом третьего диода б, катод которого соединенс второй обкладкой конденсатора,второй источник 9 опорного напряженияподключен к неинвертирующему входу 40первого операционного усилителя 4,инвертирующий вход которого соединенс первым выходом второго токовогозеркала 15, с анодом четвертого дио -да 7, катод которого соединен с выхо; 45дом первого операционного усилителя4, первый источник 10 тока соединенс входом первого токового зеркала 14,второй выход которого соединен с переключающим контактом коммутатора12, размыкаащий контакт которого соединен с общей шиной устройства, замыкакщий контакт - с второй обкладкой конденсатора 1 и с вторым выходомвторого токового зеркала 15, вход которого соединен с вторым источником11 тока, У дополнительного коммутатора 17 переключающий и размыкающийконтакты соединены соответственно с вторым выходом второго токовогозеркала 5 и второй обкладкой конденсатора 1, а замыкающий контактсоединен с общей шиной устройства,Устройство 1 фиг, 11 работает следующим образомНа шину 13 управления последовательно Лодаются импульсы положительной полярности с длительностьюи отрицательной полярности с длительностью (согласно временной диаграмме, приведенной на фиг.За).В начальный момент времени Т(фиг,Зб)на шину 13 управления подается импульс положительной полярности, приэтом второй выход токового зеркала14 посредством коммутатора 12 соединяется с земляной шиной,На входы 18 и 19 токовых зеркал свыходов источников тока подаются соответственно токи 1 , и 1 , причем 11 вт 118 д,т 1 . После отражения навыходах 20 и 21 токового зеркала 15появляется ток 1 т. а на выходах 22НЫЛи 23 токового зеркала 14 - ток 1На неинвертирующие входы операционных усилителей 4 и 16 с выходом источников 9 и 8 опорных напряжений пода -ются соответственно напряжения Би 11 фпричем П) 11При зтогсчет отрицательной обратной связи наинвертирующих входах этих усилителейпоявляется напряжение, равное по ве-личине соответственно 11 и П , На выходе усилителя 4 появляется напряжение, меньшее П на величину, определяемую падением напряжения на диоде7 при протекании через него тока1, . Диод 3 в этот момент временизакрыт, поскольку включен в обратномнаправлении, На выходе операционногоусилителя 16 появляется напряжение,большее Б на величину, определяемуюпадением напряжения на диоде 5 припротекании через него тока 1 зТок 1 с выхода 21 токовогозеркала 15 линейно заряжает копденсатор 1, Одновременно закрывается диодб, При этом напряжение с конденсатора 1 через буферный усилитель 2 пос -тупаетна выход устройства, происходит формирование переднего фронтатрапецеидапьного импульса, При достижении на конденсаторе напряжения 11,равного сумме выходного напряженияоперационного усилителя 4 и падениянапряжения на диоде 3 при протеканиитока 1,т, в момент времени Т,= Т + Г открывается диод 3. Напряжение на конденсаторе 1 перестает меняться и начинает формироваться горизонтальный участок трапецеидально 5го импульса положительной полярности,Возможные температурные изменения падения напряжения на диоде 3 компенсируются аналогичным температурнымизменением падения напряжения на диоде 7. Благодаря этому выходное напряжениеснимаемое с выхода устройства,не зависит от температуры,В момент времени Т на шину 13управления подается импульс отрицательной полярности, при этом выход 23 Токового зеркала 14 посредством коммутатора 12 соединяется с точкой 24, в которую наряду с током 1 ььытначинает поступать ток 1 ц , Разностный ток 11 1- 11 ыт начинает линейно разряжать конденсатор 1, Одновременно закрывается диод 3, при этомнапряжение с конденсатора 1 черезбуферный усилитель поступает на выход устройства, происходит Аормированием заднего Фронта трапецеидального импульса. При достижении, напряжения П, равного разности напряжения на диоде 5 при протекании 30тока 1, в момент времени Т= Т ++открывается диод 6Напряжение на конденсаторе перестает меняться, начинает формироваться горизонтальный участок отрицательной полярности трапецеидального импульса,Возможные температурные изменения падения напряжения на диоде 6 компенси.руются аналогичным температурным изменением падения напряжения на диоде 5. Благодаря этому выходное напряжение горизонтального участка импульса отрицательной полярности не зави-.сит от температуры. Далее описанныйпроцесс периодически повторяется,При работе рассмотренного варианта устройства (Фиг,1) обеспечиваетсявысокая точность Формирования переднего Аронта тралецеидального импульС 9, так как конденсатор 1 заряжается тОлькО заданным током 1 аыт в поступающим с выхода 21 токового зеркала15. Задний Аронт трапецеидальногоимпульса Аормируется разностным током 11 т 1 - 11,т и погРешность его 55Аормирования определяется суммойпогрешностей задания этих токов,Данный вариант устройства может бытьиспользован, например, для определения 3 6разброса порогов срабатывания внутренних элементов логических схем, Длядиагностики полупроводниковых структур необходимо применять импульсытрапецеидального напряжения с точнозаданными как передним, так и заднимФронтами, что достигается при работеустройства, приведенного на Фиг.2,При работе этого варианта устройства в момент времени Т коммутатор17 соединяет выход 21 токового зеркала 15 с входом буферного усилителя2 и Формирование переднего Фронтаи горизонтапьных участков трапецеидальных .импульсов производится аналогично описанному. Формирование заднего Фронта трапецеидального импульсав отличие от описанного производится путем разряда конденсатора 1током 1 . Для этого в момент времени Т выход 21 токового зеркала 15с помощью коммутатора 17 соединяется с земляной шиной, авыход 23 токового зеркала 14 - с входом буферного усилителя 2,Таким образом, на выходе устройства в течение времени ь = Соз- П)//11.т.1, где С - емкость конденсатора 1, Формируется линейно нарастающая часть импульса, в течение време. -ни С, - з Формируется горизонтальный участок импульса положительнойполярности, в течение времени= С(П - Из)/11 т 1 - для устройствапо Фиг,2 Формируется линейно спадающая часть импульса и в течение времени с- С Аормируется горизонтальный участок импульса отрицательнойполярности,Размыкающий контакт первого ключаи замыкающий контакт второго ключамогут быть соединены с потенциалом,отличным от потенциала общей шины безухудшения качества работы схемы,Формула изобретения 1, формирователь трапецеидальных импульсов, содержащий конденсатор, первая обкладка которого. соединена с общей шиной Формирователя, вторая обкладка - . с входом буферного усилителя и через первый диод с выходом первого операционного усилителя, второй, третий и четвертый диоды, первый и второй источники опорного напря1554123 ставитель А,Горбачевхред А,Кравчук Корректор В едактор М етрова однисно тиям при ГКНТ СССР4/5 зобретениям и отРаушская наб по -3 дательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 10 оизводственно жения, первый и второй источники тока, коммутатор, управляющий вход кото-, рого соединен с шиной управления, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с) целью повышения температурной стабильности и точности в работе, в него Введены первое и второе токовые зеркала, второй операционный усилитель, Яеинвертирующий вход которого соединен с выходом первого источника опорйого напряжения; инвертирующий вход - С первым выходом первого токового зеркала и катодом второго диода, анод которого соединен с выходом 5 второго операционного усилителя и .анодом третьего диода, катод котбро 1 о соединен с второй обкладкой конденсатора, при этом выход второго источника опорного напряжения подключен к неинвертирующему входу пер-вого операционного усилителя, инвертирукнций вход которого соединен с Первым выходом второго токового зерЗаказ 464 Тираж 664 ВНИИПИ Государственного комите 113035, Москвакала, с анодом четвертого диода,катод которого срединен с выходомпервого операционного усилителя, авыход первого источника тока соединенс входом первого токового зеркала,второй выход которого соединен с переключающим контактом коммутатора,размыкающий контакт которого соединен с общей шиной Формирователя, замыкающий контакт - с второй обкладкойконденсатора и с вторым выходомвторого токового зеркала, вход которого соединен с выходом второго исвточника тока,2, Формирователь по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что в него введен дополнительный коммутатор, переключающий и размыкающий контакты которого соединены соответственно свторым выходом второго токового зеркала и второй обкладкой конденсатора, а замыкающий контакт - с общейшиной формирователя.