Триггер шмитта

: вимпу наторов угол ьнь ния: тр стора п ипа (3), ого ток яжения атель то сопрот иентом льсно ампл )Х СИГ игге -р-и-т 1 рез а(4 6 физический интройств на пол Под ред. Т.М.Аг 5, с,220, рис.5,1 8. кавн ивлен ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Расчет импульсных успроводниковых приборах/ханяна. М.: Сов,радио, 197Там же, с. 221, рис, 5,4) ТРИГГЕР ШМИТТ(57) Использование качестве дискрими мирователей прямо ность изобрете содержит 2 транзи транзистор р-и-р-т источника стабильн ник входного напр лосный преобразов с малым входным бильным коэффиц (9). 1 ил,й технике в итуды, форналов. Сущр Шмитта ипа (1, 5), 1 истор (7). 3 8), 1 источ- широкопоапряжение ием и ста- бразования1790029 3Изобретение относится к импульсной технике, а именно к несимметричным тран зисторным трйггерам, которые используются в качестве дискриминаторбв амплитуды, формирователей прямоугольных сигналов и 5 находят широкое применение в устройствах амплитудного отбора аналоговых сигналов. Триггер Шмитта (ТШ) является необходи"мым элементом приборов дщ измерения ионизирующих излучений. В этой области 10 техники к ТШ предьявляются требованйя высокой скорости переключения, высокой стабильности, а для переносной аппаратуры - еще и малой потребляющей мощности.Известен триггер Шмитта, содержащий 15 резистивный делитель 3 последовательно соединенных первого, второго и третьего резисторов, включенных между шиной питания и землей; первый транзистор, коллектор которого присоединен к точке. 20 объединения,пероого и второго резистора, база - к источнику входного напряжения, а эмиттер - к эмиттеру второго транзистора и четвертому резистору, оторым выводом прйсоединенному к земле; второй транзи стор, база которого присоединена к точке объединения второго и третьегЬ резисторов, а коллектор - к четвертому резистору, вторым выводом присоединенному к шине питания. 30Недостатками да нного ТШ я вля ются нйзкая, при малых токах потребления, скорость переключения, нестабильность скорости переключения, порогов срабатывания и отпускания при изменении напряжения пи тания, сложная зависимость величины по- рога срабатывания, порога отпускания и гистерезисаот параметров элементов схемы, отсутствие возможности независимой регулировки порога срабать 1 вания и величи ны гистерезиса.Скорость переключения определяется степенью насыщения транзисторов ТШ, сопротивлениями и емкостями о коллекторных цепях транзисторов. Величина 45 гистерезйса опРеделяется напряженнйем питания и практически всеми элементами схемы, При изменении напряжения питания меняются режимные токи и нарушаются условия ненасыщенного режима работы тран зисторов, что ведет к изменениюскоростипереключения ТШ. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является ТШ, содержащий первый резистор, включенный между шиной питания и точкой обьединения коллектора первого транзистора и базы второго транзистора; первый транзистор, баэа-"которого присоединена к источнику входного напряжения, а эмиттер - к эмиттеру третьего транзистора и второму резистору,вторым выводом присоединенному к земле;второй транзистор, коллектор которого присоединен к шине питания; третий транзи- .стор, коллектор которого присоединен ктретьему резистору, вторым выводом присоедйненному к шине питания, а база - ксредней точке реэистивного делителя изчетвертого и пятого резисторов, включенного между эмиттером второго транзистора иземлей,.Данный ТШ имеет вбэможность независимой регулировки порога срабатывания ивеличины гистерезиса, но сохраняет перечисленные выше недостатки. аналога.Целью изобретения является повышение скорости переключений ТШ при малыхтоках потребления, повьшение стабильности порога срабатывания, порога отпускания и величины гистерезиса при изменениинапряжения питания в широких пределах.Поставленная цель достигается тем, чтов ТШ, содержащий первый транзистор п-рп-типа, к базе которого присоединен источник входного напряжения, а к эмиттеру -эмиттер второго транзистора и-р-и-типа; резистор, включенный межДу базой второготранзистора и землей, введены; первый источник стабильного тока, включенный между коллектором первого транзистора ишиной питания; второй источник стабильного тока, включенный между точкой обьединения эмиттеров первого и второготранзисторов и землей; третий источникстабильного тока, включенный между коллектором второго транзистора и шиной питания; третий транзистор р-п-р-типа, базакоторого присоединена к базе первого транзистора и источникувходного напряжения,эмиттер - к коллектору первого транзистораи первому источнику стабильного тока, аколлектор - к точке соединения базы второго транзистора и резистора; широкополосный преобразователь тока в напряжение смалым входным сопротивлением и стабильным коэффициентом преобразования, входкоторого присоединен к коллектору второготранзистора и третьему источнику стабильного тока.На чертеже дана электрическая схемапредлагаемого ТШ,Триггер Шмитта содержит первый транзистор 1 п-р-п-типа, база которого присоединена к источнику входного напряжения 2и базе третьего транзистора 3 р-п-р-типа,коллектор - к эмиттеру транзистора 3 и первому источнику стабильного тока 4, вторымвыводом присоединенному к шине питания,а эмиттер - к эмиттеру второго транзистора5 и-р-п-типа и второму источнику стабильно 17900295 10 15 Овх = О 61+ Осигн = О 61,Ок = Овх + Обэз го тока 6, вторым выводом присоединенному к земле; резистор 7, включенный между точкой объединения базы транзистора 5 с коллектором транзистора 3 и землей; третий источник стабильного тока 8, включенный между точкой соединения коллектора транзистора 5 с входом широкополосного преобразователя тока в напряжение 9 с малым входным сопротивлением и стабильным коэффициентом преобразования и шиной питания.При отсутствии йа входе ТШ напряжения сигнала Осигн = 0 транзистор 1 закрыт и входное напряжение ТШ Овх определяется выражением где О 61 - напряжение смещения на базетранзистора 1,Если выполняется условие О 61О 65,где О 65 - напряжение смещения на базетранзистора 5, то транзистор 5 открыт и егоколлекторный ток равен току источника тока8 в. Если токи источников тока 6 и 8 равны(б = б), то входной ток преобразователя токав напрягжение 9 равен нулю. Порог срабатывания ТШ Оср определяется выражением Оср = Обб- О 61 = 4 х К - О 61, .(1). где- ток источника тока 4;Й - сопротивление резистора 7.При этом транзистор 3 находится в активном режиме и задает напряжение на КОЛЛЕКТОРЕ тРаНЗИСтОРа 1 Ок 1, ОПРЕДЕЛЯЕ- мое выражением гДе Обвз - Разность напРЯжений межДУ базой и эмиттером транзистора 3,Для преобразователя тока в напряжение 9 всегда можно выбрать такой режим по постоянному току, что режимный потенциал на входе преобразователя 9 всегда будет больше Обб и, следовательно, транзистор 5 всегда будет в ненасыщенном состоянии,При наличии на входе ТШ напряжения сигнала ОсигнОср открывается транзистор 1, ток б переключается из эмиттера транзистора 5 в эмиттер транзистора 1, транзистор 5 закрывается, в переключается на вход преобразователя тока в напряжение 9, При этом на выходе преобразователя появится импульсный сигнал с амплитудой Овцх, определяемой выражением 20 25 30 35 40 45 50 55 Овых = 8 х Йпр Р) где Рпр - коэффициент преобразования преобразователя тока в напряжение 9, Если 4б, через транзистор 3 потечет ток, равный разности токов 4 - б; следовательно, транзистор 3 всегда будет находиться э активном режиме и транзистор 1 не насытится при любом напряжении Осигн. Порог отпускания Оот, величина гистерезиса Огопределяются выражениямиО.,=(4- 6) х В- О 61, (З) Ог=Оср-Оот=бхай . (4) Высокая скорость переключения ТШ обеспечивается ненасыщенным режимом работы всех транзисторов ТШ, малыми постоянными времени в коллекторных цепях транзисторов 1 и 5, которые определяются паразитными емкостями коллекторно-базовых переходов транзисторов и малыми сопротивлениями со стороны эмиттера транзистора 3, включенного по схеме с общей базой, и входа преобразователя тока в напряжение 9, а также быстродействием преобразователя тока в напряжение 9, формирующего фронт выходного прямоугольного импульсного сигнала триггера Шмитта.При изменении напряжения питания в широких пределах до тех пор, пока источники тока и транзисторы ТШ будут находиться в нормальных режимах, стабильность скорости срабатывания ТШ будет определяться стабильностью параметров преобразовате-ля тока в напряжение 9. Стабильность порогов Оср и Оот зависитот стабильности О 61, режимных токов и Я, астабильность величины гистерезиса- толь-ко от стабильности б и й, согласно формулам (1), (3), (4) соответственно.Стабильность амплитуды Овых ТШ, согласно формуле 2), определяется стабильностью б и й.Величины Оср и Ог можно задавать независимо друг от друга, задавая соответствующие значения величин источника тока б,напряжения смещения О 61 и источника токабТаким образом, по сравнению с прототипом, предьявляемый триггер Шмитта обладает большей скоростью переключенийпри малых токах потребления, большей стабильностью скорости переключений, порога срабатывания, опускания и величиныгистерезиса,1790029 формул а изобретен ия Составител ь А. РыбаковТехред М,МоргенталКорректор Э.Лончакова Редактор Г,Бельская Заказ 352 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Триггер Шмитта, содержащий первый транзистор п-р-п-типа, к базе которогоприсоединен источник входного напряжения, а к змиттеру - змиттер второго транзистора п-р-п-типа, резистор, включенный между базой второго транзистора и землей, о т лич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения скорости переключений при малых токах потребления, повышения стабильности порога срабатывания, порога отпускания и величины гистереэиса при изменении напряжения питания в широких пределах, введены; первый источник стабильного тока, включенный между коллектором первого транзистора и шиной питания, второй источник стабильного тока, включенный между точкой объединения эмиттеров первого и второго транзисторов и землей, третий источник стабильного тока, включенный между коллектором транзистора и шиной 5 питания, третий транзистор р-п-р-типа, базакоторого присоединена к базе первого транзистора и источнику входного напряжения, змиттер - к коллектору первого транзистора и первому источнику стабильного тока, а 10 коллектор - к точке соединения базы второго транзистора и резистора, широкополосный преобразователь ток - напряжение с малым входным сопротивлением и стабильным коэффициентом преобразования, вход 15 которого присоединен к коллектору второготранзистора и третьему источнику стабильного тока, а выход является выходом триггера Шмитта.