Формирователь импульсов для управления диодными фазовращателями

Союз Советскнх Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 14.09.77(5 ) Ч. Кл.- Н 03 К 5101 Государственный комнтет Совета Мнннстров СССР по делам изобретенийн аткрытнй(54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДИОДНЫМИ ФАЗОВРАЩАТЕЛЯМИзобретение относится к импульсной технике и хОжет быть использовано в технике антенных фазированных решеток с электрическим сканированием луча для формирования импульсов управления диодными фазовращателями.Известны формирователи импульсов, которые могут быть использованы для формирования импульсов управления диодными фазовращателями.10В качестве одной из возможных схем для формирования импульса управления в какдом разряде фазовращателя может быть рассмотрена схема с отдельным ключевым каскадом, например, на одном транзисторе, 15 управляемом по входу от логической схемы, соответствующей данному разряду. Разрядный диод фазовращателя подключен к выходу ключевого каскада и при открывании последнего обеспечивается протекание требуемого тока прямого смещения через диод соответствующего разряда фазовращателя. Выход ключевого каскада через резистор подключен также к источнику обратного смещения для диода фазовращателя, При выключении ключевого каскада обратное напряжение смещения оказывается поданным на диод фазовращателя 1.Недостатком такой схемы является низкое быстродействие и большая потребляемая З 0 мощность при попытке увеличения быстродействия за счет уменьшения величины резистора в цепи обратного смещения диода фазовращателя, что необходимо делать лля уменьшения постоянной времени цепи разряда выходной цепи ключевого каскада.Известен также формирователь импульсов для управления диодными фазовращателями, в которох на каждый разряд фазовращателя используется транзисторно-диодный формирователь, управляемый от соответствующего разрядного логического элемента. Формирователь импульсов содержит ключевой каскад, на одном транзисторе выход которого подключен к выходу соответствующего логического элемента управления этим каскадом, вход которого соединен с соответствующей шиной входного сигнала. Эхпттерная цепь каскада соединена с источником прямого смещения диолом фазовращателей, а коллекторная цепь полсоелинена через резистор к источнику обратного смещения диодов фазовращателей и к первому электроду дополнительного диода, параллельно которому подклюсн переход база - эмиттер клОчевой схемы, коллектор которо также полклюеь 1 к и то. ь 111 ку Обратного схещенпя,диодов фа зовращателей, при этом второй электрод дополнительного лиода подключен к разрядному диоду фазовращателя 2.Олнзко известный формирователь требует логическую схему, два транзистора и диод на каждый разрял фазовращателя. Кроме того, лл 51 Осеспгчгния быстрОГО зяпиряния лиолов фазовращателя, т. е. высокого быстролействця, требуется дсстаточно большой разрядный ток от транзистора в цепи запирания, а лля его обеспечения - большой ток в базе этого транзистора. Ток базы залается через резистор от источника запирающего напряжения, так как запирающий транзистор включен по схеме с общим эмиттером, При открывании кгпочевого каскада на этом резисторе вылелястся достаточно большая мощность.Вместе с тем быстродействие указанной схемы также нглостятсчнс, тяк к 2 к срясзтывацие запирающего диол фазовраьцателя транзистора процсхолцт после запирания транзистора ключевого каскада ц разряда паразцтной емкости 1 в его коллекторной цепи (через достаточно большой для уменьшения рассеиваемой мощности резистор в цепи обратного смещения) до напряжения, открывающего транзистор запиранця. Все это вызывает залержку в срабатывании схемы, снижает гг быстродействие.Кроме того, в указанной схеме через Лополнительный диод протекает прямой ток диода фазовращателя, что требует увгличеция цапрякения питания лля прямого смещения диодов фазовращателя и является дополнцтглыы. дестясилцзиру 10 щцм ф 2 кторсм В этой цеп;.Целью изобретения является повышение быстродействия формирователя импульсов для управления диолными фазовращатслями. Для этого в формирозатель импульсов лля управления дцолнымц фазсврашателямп, солержащцй ключевые каскады, например, на транзисторах р - и - р типа, базовый вхол какдого из которых подклочен к выходу соответствуюц;его лоп:ческого элгмгнта управления этим каскадом, один из входов каждого логического элемента соедцнен с соответств юшгй шинойцые цепи каскадов сселинены с источником прямого смещения диолов фазоврашат"лгй, а коллекторные цепи по.тсоелинены к яцолам дцолов фазовращателей и через резисторы соединены с источником обратного смещения этих диодов, введены лоп 1 чсскцй элемент управления запиранием диолных фазоврашатглей, вхол которого соелцнен с лополнитгльцсй шиной управления, а один зыхол полключгн ко вторым входам логпческцх элементов управления ключевыми каскадами, разделительные диоды и дополнительцый ключевой каскад на транзисторе, например, типа г - р - и, эмиттер которого сседигн с источником обратного смещения диодов фазовращателя, оязовая цепь соглингна сс вторым выходом упомянутого лополцитгльцогс элемента управления запиранцем, з коллекторнзя цепь через разделительные лцоль пслключгна к анодам лиолов фазоврашгтелей.На чертеже привелена схема формцрозатгля импульсов для управления лцолными5 фазовращателямц,Формирователь имеет первый вход 1 лсгичгских элементов 2 управления ключевымикаскаламц 3, например, на транзисторах типар - и - р, соединенный с соответствующей шиО ной вхолного сигнала. Вторые вхслы логических элементов 2 управления ооъелцецы иподключены к первому выходу логическогоэлемента 4 1 прзвлгнця ззпцрянцгм лислныхфяЗОЗр 2 щаТЕЛЕЙ, ВХОЛ ЛОГИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТЗ4 соелинен с дополнительной шиной упразления. 1(оллекторные цепи ключевых каскалов3 подсоединены через резисторы 5 к цсточику б обратного смещения диодов фазсвращатгля. Разделительные диоды 7 олнимц элек 20 троламп полключгны к коллекторным цепямключевых каскадов 3, Вторые электролы лцодов 7 объединены и подключены к ксллгкторной цепи дополнительного ключевого каскада 8, например, на транзисторе типа25 и - р - и. Базовая цепь ключевого каскала 8полклочена ко второму выхслу логическогоэлемента 4 управления запиранием лцолнь 1 хфззсврашателей, а эмцттгрная цепь - к источнику б обратного смещения дцслов 9 фаз 0 зовращателя. 1(лОчевой каскад 8 базовойцепью подключен к выходу логическогс элемента 2 управления, эмиттерной - к источнику прямого смеьценця дцолсз фазовращателя, коллгктсрной - к первым электродамЗ 5 сестветствуОших "иодов фазоврашателгй,вторые электроды которых полключгны к обцей шГне источников прямого и обратногосмешения этих лцолов. В момент полачивхолного управляющего сигнала логические1 О элементы 2 управления в соответствии со знацгнцяц сигналов управления либо открывгот, либо запирают соответствуОщиг ключевые каскады 3. При этом через диолы 9фазозрацзтелей через откр 1 тые 1 с.очевыгчз каскады 3 протекают токи прямого смещения, обеспечцваюгцце требуемую ксммутяциОфазы высокочастотного сигнала. При измснгчии управляющих сцгналоз на вхоле соответственно изменяется состояние кгпочгвьх кяс 50 халов 3. При этом время, в течение которогои сисхолцт изменение Напряжения диодов 9с прямого на сбратное (запцраОшге), в основном Опредгляет быстрслействцг фазовра 1 тя 1 аЛа.ц55В предлагаемом устройстве лля повышения быстродействия в момент смены управ.ляющцх сигналов на вхолы логических элементов 2 управления и ключевой схемы 8 по лается коротки 1 5 мпульс от схемы 4,При этом все ключевые каскалы 3 на указацць; отрезок вчг.;ОГи загп;раотся ц ток цмц от цстсчнцкз б нг потребляется. Тогда через ключсвую схему 8 ст источника б че рез небольшое внутреннее сопротивление схе 562914мы 8 происходит быстрое запиранце диодов 9 (пока напряжение на выходе ключевой схемы 3 за счет паразитных параметров остается меньше напряжения источника 6). По окончании выдержки расчетного времени (по наихудшим разбросам параметров схем) короткий импульс со схем 2 ц 8 снимается и ключевые каскады 3 устанавливаются в состояние в соответствии с поданным измененным входным кодом. Таким образом, быстродействие схемы определяется временем короткого импульса схемы 4 ц времгнгм нарастания тока в диолах 9 от момента включения входного сигнала (которое много меньше времени спада) до момента обгспечечця запирающего потенциала на диодах.Может быть получено достаточно высокое быстродействие схемы, так как ток, подаваемый на рассасывание паразитных емкостей ц накопленного заряда диодов фазовращателя, может быть выбран большим. Следовательно, постоянная времени цепи запирания оказывается очень малой. Это возможно, так как схема по потреблению тока через ключевую схему 8 от источчика 6 подключается на короткое время и при включении ключевых каскадов 3 ток ключевой схемой 8 вообще не потребляется.Предлагаемая схема псзволяет не только уменьшить потребление тока, но и уменьшить требуемое оборулование на разряд фазовращателя до одного транзистора и в ключевом каскаде и одного разделительного диода, так как дополнительный ключ 8 может быть одним ца фазовращатель (на все разряды) либо даже на группу фазоврашателей.Для уменьшения времени рассасывания схемы 8 целесообразно общую точку диодов 7 в ключе 8 подключ 14 гь к источнику 6 сбратного смещения диодов 9, так как при этом не требуется перезаряд паразцтных емкостей самой ключевой схемы 8 прц ее выключении. Предлагаемая схема допускает перекрытие во времени момента начала запцрания ключевых каскадов 3 коротким импульсом с моментом включения схем 8, если транзисторы рассчитаны по току. Кроме того, в отличие от прототипа предлагаемая схема не содержит в цепи прямого смещения диодов фазов,. ац 1 атгля каких-либо Д 11 угпх диодОВ.Таким ооразом, предлагаемый формирователь цмпульсов .ля управления дцоднымц фазоврашатглямц ооеспечцвагтбыстролействцг, малое потребление энергии, достаточно простую схему реализации.Формула изобретения10Формирователь импульсов для управлениядиолными фазовращателямп, содержащцц клОчевыг каскады, напрцмг 1, на транзисторах р - г - р типа, базовый вход каждого пз которы.; подкл 1 очгн к выходу соответствующего логцческогс элемента управления этим каскадом, Один цз ВходоВ каждого логцчгско:о элемента соединен с соответствующей шиной вхолного сигнала, эмцттерные цепи кас калов соединены с источником прямого смешения диодов фазовращатслей, а коллек;орныг цепи подсоединены к анодам диодов фазовращателей ц через резисторы соединены с цстсчнцком обратного смешения этик Б лОдов, о тл ич а ю щц й с я тем, что, с цельюповьшенця быстродействия, в него введены логический элгмент управления запнранцем дцодных фазоврашатглей, вход которого соелц.ен с дополнительной шиной управления, а 30 Один выход подключен ко вторым входам ло-цческцх элементов управления ключевыми каскадами, разделительные диоды и дополнительный ключевой каскад на транзисторе, например, типа и - р - и, эмцттер которого соеЗ 5 дцнгн с источником обратного смешения диодов фазоврашателя, базовая цепь соединена со вторым выходом упомянутого дополнительного элемента управления запцранцгм, а коллекторная цепь через разделительные дцо ды подключена и анодам диодов фазоврашатглгй,Источники информации, принятые во внимание прц экспертизе.45 1. Ицхокц Я. С., Овчинников Н. И. Импульсные ц цифровые устройства. М., Советское Оалцо 1973, с. 200, рцс. 33.2. 1 ЕЕЕ Тгапвас 11 О МТТ, 1974, М 6,с. 6%, фцг. 10, а.562914 оставител яги Степина андашов екред И. дак Тираж 080 комитета Совета Минист бретение и открытий Раушская наб, д, 45 ПодписноСССР п, Харьк. фил. пред. Патент Заказ 535/.ЦНИИП Изд. М 80осударственногпо делам изМосква, Жорректер И. Симин