Генератор прямоугольных импульсов

(19) 3 КЗ/ 51) 5 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 54) ГЕНЕРАПУЛЬСОВ(57) Изобреттехнике и модающих устртельном иГенератордержит исто Р ПРЯМОУГОЛЬНЫХ И Генератор ия, один полю шиной 2, а ме шиной 2 после ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(46) 23.12.90, Бюл. М 4772) В.М.Мещеряков53) 621,374088,8)56) Авторское свидетельство СССРМ 851762, кл. Н 03 К 7/02, 1981.Авторское свидетельство СССРМ 983996, кл, Н 03 К 3/53, 1982,ение относится к импульсно жет быть использовано в пере ойствах, в контрольно-измери испытательном оборудовании рямоугольных импульсов со чник питания, один полюс кото Изобретение относит"я к импульсной технике и может быть использовано в импульсных передающих устройствах, в контрольно-измерительном и испытательном оборудовании, в исследовательских установках для получения прямоугольных импульсов напряжения и тока с регулируемой в широких пределах амплитудой, длительностью и скважностью импульсов,Цель изобретения - расширение рабо- . чего диапазона амплитуд, длительностей и скважностей выходных импульсов при увеличении точности поддержания плоской вершины импульсов.На чертеже приведена электрическая- схема генератора прямоугольных импульсов.содержит источник 1 питан с которого соединен с общейжду другим полюсом и общей довательно включены первый рого соединен с обшей шиной, а между другим полюсом и общей шиной последовательно включены первый зарядный элемент, накопитель и нагрузка, зашунтированная вторым зарядным элементом, коммутирующий элемент, генератор запускающих импульсов, соединенный с общей шиной и подключенный выходом к первому резистору, конденсатор и второй резистор. С цельо расширения рабочего диапазона амплитуд, длительностей и скважностей выходных импульсов при увеличении точности поддержания плоской вершины импульсов коммутирующий элемент выполнен на транзисторе и дополнительно введены делитель напряжения и два диода. 1 ил. зарядныи элемент 3, накопитель 4 и нагрузка 5, зашунтированная вторым зарядным элементом 6, Генератор содержит также коммутирующий элемент 7, генератор 8 запускающих импульсов, соединенный с общей шиной 2 и подключенный выходом к одному выводу первого резистора 9, конденсатор 10, второй резистор 11, делитель 12 напряжения и два диода 13 и 14, Коммутирующий элемент 7 выполнен на транзисторе, коллектор которого соединен с общим выводом делителя 12 напряжения и с общей шиной, эмиттер - с входом делителя 12 напряжения и с точкой соединения первого зарядного элемента 3 с накопителем 4, а база - с другим выводом первого резистора 9 и через два соединенных последовательно диода 13 и 14 с выходом делителя 12 напряжения. При атом диоды 13 и 14 включены в запирающем относительно тока базы направлении, Точка межсоединениядиодов 13 и 14 связана через конденсатор10 с общей шиной 2 и через второй резисор11 с точкой соединения накопителя 4 и нагрузки 5,В тексте приняты следующие обозначения; Са - емкость накопителя 4; Сю - емкость конденсатора 10; 14 - ток разряданакопителя 4; 110 - ток разряда конденсатора 10; К - коэффициент передачи делителя12 напряжения, Ч 4 - напряжение на накопитЕле 4; Ч 4 макс, Чамин - наибсльшеЕ и наименьшее напряжения на накопителе 4; Ч 5 -, напряжение на нагрузке 5; Ч 5 нач, Ч 5 кон -; напряжения на нагрузке 5 в начале и в концеимпульса; ЧБ 7, ЧЭ 7 - напряжения база - 15, коллектор и эмиттер - коллектор транзисто ра коммутирующего элемента 7, Ч 10 - на, ПряжЕНИЕ На КОНдЕНСатОРЕ 10; Ч 10 макс,Ч 10 ми, - наибольшее и наименьшее напря, жения на конденсаторе 10; ч 11 - напряжение на резисторе 11; Чвх.12, Чвых.12напряжения на входе и выходе делителя 12напРЯжениЯ; Ч 1 анр, - пРЯмое напРЯжение надиоде 14; В 5 - сопротивление нагрузки 5;В 9 - сопротивление резистора 9; В 11 - соПРОТИВЛЕНИЕ РЕЗИСтОРа 11; Ввых.12 - ВЫХОД ное сопротивление делителя 12НаПряжЕНИя; Хи - дЛИтЕЛЬНОСтЬ ИМПуЛЬСа,Генератор прямоугольных импульсовработает следующим образом.30В паузах между импульсами ток в цепибазы транзистора коммутирующего элемента 7 отсутствует, элемент 7 заперт, накопитель 4 заряжается от источника 1 питаниячерез зарядные элементы 3 и 6 до напряжения Чамакс, определяемого временем зарядаи параметрами элементов 1,3,4 и б, Приэтом нагрузка 5 шунтируется элементом 6 инапряжение на нагрузкс 5 близко к нулю.В паузах между импульсами также заряжается конденсатор 10 через делитель 12и диод 14 до напряжениЯ Ч 10 макс ПриЧ 14 пр. - 0 И В 11 Ввых.12Ч 10 макс = Ч 4 макс К (1)Чвых,12где К=Чвх.12При поступлении запускающих импульсов с генератора 8 через резистор 9 в цепьбазы транзистора коммутирующего элемента 7 задается ток, транзистор отпирается,напряжения Чэ 7 и ЧБ 7 снижаются.При достижении Чэ 7 = Ч 10 отпираетсядиод 13, в его цепи появляется и растет ток,а ток базы транзистора коммутирующегоэлемента 7 при этом уменьшается, что препятствует дальнейшему снижению ЧЭ 7, иЧэ 7 фиксируется на уровнс Чэ 7 = Ч 10, т,е. при.отпирании запускающим импульсом транзистор коммутирующего элемента 7 работа ет в режиме эмиттерного повторителя, обеспечивая Чэ 7 = Ч 10, а диод 13 выполняет роль диода смещения,При отпирании элемента 7 диод 14 запирается, а конденсатор 10 разряжается через резистор 11 и через диод 13 и резистор 9, При этом к моменту окончания запускающих импульсов напряжение на конденсато- РЕ 10 дОСтИГаат ВЕЛИЧИНЫ Ч 10 мин.При отпирании элемента 7 накопитель 4 разряжается через элемент 7 и нагрузку 5, за счет чего на нагрузке 5 формируется импульс напряжения величиной 14 разр.Хи + Са Ч 5 кон. - Ч 5 начПо окончании запускающего импульса ток базы транзистора коммутирующего элемента 7 становится равным нулю, транзистор запирается. Ч 5 = Ча - Чэ 7, (2)Где Чэ 7 = Ч 10 (3)Элемент 6 при этом заперт, К моменту окончания запускающих импульсов накопи- ТЕЛЬ 4 РаЗРЯжаЕтСЯ ДО НаПРЯжЕНИЯ Чамин.Напряжение на нагрузке 5 в начале импульсаа в соответствии с (2), с учетом (1) и (3):Ч 5 нач. = Ч 4 макс(1-К), (4)Напряжение на нагрузке 5 в конце импульса за счет изменения напряжений Ч 4 и Ч 10 при разряде накопителя 4 и конденсатора 10 составляет;из (9) и (10) получают Ч 5 кон Ч 5 нач Ч 5 нач Обозначив через Хи опт. длительность ИМПуЛЬСа., СООтВЕтСтВуЮщуЮ Ч 5 кон = Ч 5 нач, из (9) получают 1 - йМ М 1 М (2- +1) ( - - )+-,Для нормальной работы генератора необходимо условие К)1 - е или М)1(12)1 и (1 - К) Анализ выражения (9) и (11) показывает, что неравномерность вершины выходных импульсов генератора не зависит от амплитуды и скважности и в определенных пределах слабо зависит от длительности импульсов. Так, при М = 5 (что соответствует примерно 20 О-ному максимальному разряду накопителя 4) и К = 0,3 в диапазоне длительностей импульсов от 0 до ги опт (при этом И = 01) неравномерность вершин импУльсов не пРевышает 4-0,4от Ч 5 нача в диапазоне длительностей импульсов от 0 да 1,2 ти опт (или И = 01,2) не превышает +0,4 О. При М = 10 (10 ого-ный максимальный разряд накопителя 4) и К = 0,2 в диапазоне й = О.,Л неравномерность вершин импуль- СОВ НЕ ПРЕВЫШаЕт+0,11От Ч 5 нач, а В ДИапазане й = 01,2 не превышает - 0,11 а(Следовательно, генератор без переналадки обеспечивает высокую точность под 5 10 15 20 25 30 35 40 45 держания плоской вершины выходных импульсов в широком диапазоне амплитуд, длительностей и скважностей импульсов. Применение в коммутирующем элементе транзистора, включенного по схеме с общим коллектором (по схеме эмиттерного повторителя) обеспечивает, благодаря наличию глубокой отрицательной связи по току, низкую чувствительность устройства к разбросу параметров транзисторов, позволяет(по сравнению с ламповым коммутирующим элементом) значительно сократить потери энергии в коммутирующем элементе.Формула изобретения Генератор прямоугольных импульсов, содержащий источник питания, адин полюс которого соединен с об цей шиной, а между другим полюсом и общей шиной последовательно включены первый зарядный элемент, накопитель и нагрузка. параллельна которой включен второй зарядный элемент, коммутирующий элемент, генератор запускающих импульсов, соединенный с общей шиной и подключенный выхода;1 к одному выводу первого резистора, конденсатор и второй резистор, о т л и ч а ю щ и й г, я тем, что, с целью расширения рабочего диапазона амплитуд, длительностей и скважнастей выходных импульсов при увеличении точности поддержания вершины импульсов, в него дополнительно введены делитель напряжения и два диода, а коммутирующий элемент выполнен на транзисторе, коллектор которого соединен с общим выводом делителя напряжения и с общей шиной, эмиттер - с входом делителя напряжения и с точкой соединения первого зарядного элемента с накопителем, а база - с другим выводом первого резистора и через два соединенных последовательно диора, включенных в запирающем относительно тока базы направлении, - с выходом делителя напряжения, при этом точка соединения диодов через конденсатор связана с общей шиной и через второй резистор - с точкой соединения накопителя и нагрузки.1615860 Составитель Е.Миркинедактор Н,Тупица Техред М.Моргентал Коррект нчакова Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101 Заказ 3995 Тираж 662 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5