Генератор импульсов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 1 бб 197 9) 51)5 Н 03 К 3/О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТОРСКО ВИДЕТЕЛ ЬСТВ 64/2189(54) ГЕНЕРАТОР ИМП (57) Изобретение атно технике и может быть ройствах автоматики генератор коротких им бретения является пов сти частоты следа импульсов при изменен УЛЬС ситс исп ка и льОВя к импульсной ользовано в устк стабильный у сов. Целью изошение стабильноания выходных и напряжения писО 3 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР тания и температуры. Цель достигается путем компенсации дестабилизирующих факторов с помощью введенных интегрирующего транзистора 1 п - р - п-типа, первого 7, второго 8 и третьего 9 диодов, четвертого 13, пятого 15, шестого 4 и седьмого 14 резисторов, При этом первым выводом первый резистор 12 соединен через второй резистор 11 с шиной,17 питания, через диод 8 с выходной шиной 18 и через коллекторно-эмиттерный переход транзистора 6 с шиной 17 питания и через третий резистор 16 с общей шиной 19, а через диод 7 с базой транзистора 5, которая через четвертый резистор 13 соединена с эмиттером -.ранзистора 5 и через седьмой резистор 14 в с коллектором интегрирующего транзистора 1. Коллектор интегрирующего транзисто1661970 10 15 40 ра 1 через времяэадающий конденсатор 2 соединен с его базой, которая через шестой резистор 4 и переменный резистор 3 соединена с шиной 17 питания, через коллекторно-змиттерный переход транзистора 10 - с общей шиной 19. База транзистора 10 чеИзобретение относится к импульсной технике, к классу релаксационных генераторов и может быть использовано в различных устройствах автоматики как стабильный генератор коротких прямоугольных импульсов. Целью изобретения является повышение стабильности частоты следования выходных импульсов при изменении напряжения питания и температуры путем компенсации дестабилизирующих факторов.На фиг. 1 приведена электрическая принципиальная схема генератора импульсов; на фиг.2 - эпюры напряжений на первой ОС 1 и второй ОС 2 обкладкахконденсатора.Генератор импульсов содержит интегрирующий транзистор 1, конденсатор 2, пе ременный 3 и токоограничительный 4 резисторы, регенеративный ключ, выполненный на транзисторах 5 и 6, диоды 7-9, транзистор 10, делитель напряжения на резисторах 11 и 12, резисторы 13 - 16,шину 17 питания, выходную шину 18 и общую шину 19,Эмиттеры транзисторов 1 и 10 соединены с общей шиной 19, коллектор транзистора 10 - с базой транзистора 1, первой обкладкой конденсатора 2 и первым выводом резистора 4, второй вывод которого через переменный резистор 3 соединен.с шиной 17 питания, Коллектор транзистора 1 соединен с второй обкладкой конденсатора 2 и через резистор 14 - с эмиттером. 35 транзистора 5. Первый вывод резистора 12 через резистор 11 соединен с шиной 17 питания, первый вывод резистора 16 соединен с общей шиной 19, Коллектор транзистора 6 соединен с выходной шиной 18, с вторым выводом резистора 16,с анодомциода 8 и через резистор 15 с базой транзистора 10, Эмиттер и база транзистора 6 соединены соответственно с шиной 17 питания и коллектором. транзистора 5, база которого соединена с катодом диода 7 и через резистор 13 с змиттером транзистора 5. Анод диода 7 соединен с катодом диода 8 и с первым выводом резистора 12, второй вывод которез пятый резистор 15 соединена с выходной шиной. При этом коллектор транзистора 5 соединен с базой транзистора 6, а третий диод 9 соединен катодом с общей шиной, а анодом с вторым выводом первого . резистора 12. 2 ил. рого соединен с анодом диода 9, катод которого соединен с общей шиной 19,Генератор импульсов работает следующим образом,При подаче питающего напряжения нашину 17 питания в цепи: резистор 11, диод7, база-эмиттерный переход транзистора 5,резистор 14, конденсатор 2. база-эмиттерный переход транзистора 1 появляется ток,открывающий транзисторы 1 и 5. Коллекторный ток транзистора 5 открывает трэнзистор 6, возникает лавинообразноевключение транзисторов 5 и 6, на выходнойшине 18 появляется напряжение, Начинается процесс формирования выходного импульса. Током, протекающим черезрезистор 15, открывается транзистор 10 исоединяет первую обкладку конденсатора2 и базу транзистора 1 с общей шиной 19,закрывая тем самым транзистор 1. Напряжение на первой обкладке конденсаторауменьшается практически до нуля (фиг,2,участок а). На выходной шине 18 формируется крутой фронт нарастающего напряжения,Напряжение на выходной шине 18 становится практически равным напряжениюпитания устройства. Конденсатор быстрозаряжается через сравнительно малое сопротивление резистора 14 (фиг,2, участок б)до напряжения, которое ниже напряженияпитания на величину суммарного падениянапряжения на база-эмиттерном переходетранзистора 5, прямосмещенных диодах 7 и8 и на участке змиттер-коллектор насыщенного транзистора 6.Наступает момент, когда ток зарядаконденсатора прекращается, транзисторы 5и 6 регенеративного ключа лавинообразнозакрываются, напряжение на выходной шине 18 быстро спадает до нуля, заканчивается процесс формирования выходногоимпульса, Диод 7 и резистор 13 улучшаютусловия закрывания транзистора 5.Транзистор 10 быстро закрывается, напряжение на его коллекторе скачком увеличивается от нуля до напряжения открываниябаза-змиттерного перехода транзистора 1(фиг.2. участок в), Скачок напряжения пере 1661970811Т = Йразр С,Е - Обэ1 разрразр. 40 дается через конденсатор на эмиттер транзистора 5 с той же амплитудой (фиг,2, участок г).Транзистор 1 из закрытого состоянияпереходит в линейный режим. Конденсатор 5начинает разряжаться через участок коллектор - эмиттер транзистора 1, источникпитания устройства и суммарное сопротивление резисторов 3 и 4 (фиг.2, участок б),При этом обеспечивется высокая степень 10постоянства разрядного тока конденсатора, что в свою очередь, обеспечивает стабильность паузы между импульсами.По мере разряда конденсатора напряжение на его второй обкладке уменьшается. Когда зто напряжение станет меньшенапряжения, задаваемого делителем напряжения, на величину суммарного падения напряжения на база - эмиттерномпереходе транзистора 5 и на прямосмещенном диоде 7, происходит лавинообразноевключение транзисторов регенеративногоключа и транзистора 10. На первой и второйобкладках конденсатора возникает скачокнапряжение (фиг.2, участки в и ж), 25Начинается формирование следующеговыходного импульса.В дальнейшем описанные процессы в.генераторе повторяются,Длительность выходных импульсов значительно меньше паузы между импульсами(в 50 - 1000 раз), поэтому существенного влияния на период следования импульсов неоказывает и ее можно не учитывать.С учетом напряжения Обэ база-эмиттерного перехода интегрирующего транзистора 1 ток разряда конденсатора имеет вид где Е - напряжение питания;Йразр. - суммарное сопротивление резисторов 3 и 4,Пороговое напряжение включение реге неративного ключа (относительно шины 17 питания) имеет вид Опор =(Е - О 9)+ , (2) 50 Й 11 811 + Й 12где Е - напряжение питания;О 9 - падение напряжения нэ прямосмещенном диоде 9;Э811 55+- коэффициент деления на 11 + 812пряжения на резисторах 11 и 12,В формуле (2) суммарное падение напряжения на база-эмиттерном переходе транзистора 5 и прямосмещенном диоде 7 не учитывается, поскольку оно в процессе заряда-разряда конденсатора смещает пороговое напряжение включения и пороговое напряжение выключения регенеративного ключа на одну и ту же величину и, следовательно, влияния на длительность паузы между импульсами не оказывает.Учитывая (1) и (2), длительность Т паузы между импульсами имеет вид С Опор Р 11Е - О 9 1 разр 811 + 812 Е - Обэ Вразр Ст.е, длительность паузы между импульсами величина практически постоянная. Влияние на частоту следования импульсов такого де- СтабИЛИЗИРУЮЩЕГО фаКтОРа, КаК Обэ ИНтЕГ- рирующего транзистора компенсируется падением напряжения на прямосмещенном диоде 9.Влияние на частоту следования импульсов скачка напряжения на коллекторе интегрирующего транзистора компенсируется падением напряжения на прямосмещенном в процессе заряда конденсатора диоде 8.Таким образом, при изменении напряжения питания компенсируются укаэанные дестабилизирующие факторы, Поскольку именно эти факторы в основном определяют температурную зависимость повышается стабильность частоты следования выходных импульсов при изменении температуры,Предлагаемый генератор импульсов может быть выполнен практически на любых кремниевых транзисторах и диодах. Интегратор должен быть выполнен на транзисторе с достаточно большим коэффициентом усиления по току для обеспечения воэможности изменения скважности импульсов в широких пределах.Генератор импульсов реализован на транзисторах К 1 315 Г и транзисторе КТ 361 Г в качестве выходного. Генератор импульсов устойчиво работает в диапазоне питающих напряжений 3 - 50 В, В этом диапазоне напряжений изменение частоты следования выходных импульсов не превышает 5 - 6 ф, В частности, при изменении напряжения питания генератора импульсов от 3 до 9 В и от 9 до 50 В изменение частоты следования им1661970 Редактор О,Голова Составитель В.ЯкимовТехред М. Моргентал ректор М;Кучерява акаэ 2135Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыт 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 и ГКНТ СС оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 пульсов не превышает соответственно 2- 4 О и 1-2 ф в широком диапазоне изменения скважности импульсов (от 50 до 1000).Предлагаемый генератор не требует применения согласованных транзисторов и может быть реализован практически на любых широко распространенных транзисторах.В отличие от прототипа, подключение к выходной шине генератора импульсов допустимой нагрузки не влияет на частоту генерации, поскольку не шунтирует входящий в генератор, делитель напряжения,Формула изобретения Генератор импульсов, содержащий регенеративный ключ на первом и втором транзисторах разного типа проводимости, третий транзистор и - р - п-типа, змиттер которого соединен с общей шиной, конденсатор, переменный резистор, делитель напряжения на первом и втором резисторах, первый вывод первого резистора через второй резистор соединен с шиной питания, третий резистор, первый вывод третьего резистора соединен с общей шиной, а коллектор первого транзистора соединен с выходной шиной, выходную шину и шину питания, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения стабильности частоты следования выходных импульсов при изменении напряжения питания и температуры, в него дополнительно введены интегрирующий транзистор п-р-п-типа, первый, второй и третий диоды, четвертый, пятый, шестой и 5 седьмой резисторы, причем коллектор.эмиттер и база первого транзистора р-и - ртипа соединены соответственно с вторым выводом. третьего резистора, шиной питания и коллектором второго транзистора п р-п-типа, база которого соединена скатодом первого диода и через четвертый резистор соединена с эмиттером второго транзистора. анод первого диода соединен с первым выводом первого резистора и ка тодом второго диода, анод которого соеди нен с коллектором первого транзистора ичерез пятый резистор соединен с базой третьего транзистора, коллектор которого соединен с базой интегрирующего транзи стора, первой обкладкой конденсатора ипервым выводом шестого резистора, второй вывод которого через переменный резистор соединен с шиной питания, змиттер интегрирующего транзистора соединен с общей 25 шиной, коллектор интегрирующего транзистора соединен с второй обкладкой конденсатора и через седьмой резистор соединен с змиттером второго транзистора, второй вывод первого резистора соединен с ано дом третьего диода, катод которого соединен с общей шиной.