Формирователь импульсов

(щ 702499 Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 010877(21) 2513949/18-21с присоединеиием заявки Мо(51)М. Кл.2 Н 03 К 5/01 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(53) УДК 821,374, .38 (088.8) Опубликовано 05.12.79, Бюллетень М 45 Дата опубликования описания 15.12,79(54 ) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ Изобретение относится к импульсной технике и может быть использована в импульсных устройствах, а также в аналогоных и цицеро-аналоговых вычислительных устройствах.В частности, изобретение может быть использовано для управления электронными ключами на полевых транзисторах, работающими в микро- и наносекундном диапазонах,Известны формирователи импульсов наносекундного диапазона, в которых используются дифференциальные транзисторные каскады с общей эмиттерной связью, работающие в линейном режиме 15 и содержащие источникпарафаэных входных сигналов 11.Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является формирователь 20 импульсов, соцержащий первый дифференциальный каскад на двух транзисторах одного типа проводимости и второй дифференциальный каскад на двуХ транзисторах другого типа проводимоети, первые входы каждого иэ которых через элементы связи соединены с первой входной шиной, а вторые входы через другие элементы связи соединены с другой входной шиной, коллекторы 30 первых транэнсторов обоих каскадовобъединены и подключены к первой входной шине, а коллекторы вторых транзисторон обоих каскадов объединены и подключены к второй выходной шине (21.Достоинством аналогов и прототипа является достаточно высокое их быстродействие, обусловленное использованием в них переключателей тока в виде балансных ненасыщенных каскадов с эмиттерной связью.Недостатком аналогон и прототипа является то, что для достижения высокой скорости переключения при большой амплитуде выходных импульсов требуется создание больших коллекторных токов, что приводит к увеличению рассеинаемой .мощности, и является препятствием к микроминиатюризациисхемЦелью изобретения является увеличение быстродействия формирователя импульсов при снижении. потребляемой мощности от источников питания,Поставленная цель достигается за счет того, что во-первых в формирователь импульсов, содержащий первый дифферейциальный каскад на двух тран- зистораХ одного типа проводимости и второй дифференциальный каскад надвух транзисторах другого типа проводимости, первые входы каждого иэ которыхчерез элементы связи соединеныс первой входной шиной, а вторые вхо"ды черездругие элементы связи соединены с другой входной шиной; коллекторы первых транзисторов обоих каскадов объединены и подключены к первой входной шине, а коллекторы вторыхтранзисторов обоих каскадов объединеныи подключены к второй выходной шине,введены в каждый дифференциальныйкаскад два ключа на транзисторах, про" "водимость"которых соответствует проводимости транзисторов дифференциаль"ного каскада, а коллекторы которыхсвязаны с точкой соединения эмиттеров транзисторов дифферейцйальногокаскада, две дифференцирукщие цепочки-;"каждая из-которых включена междубазой транзистора ключа и одной входной шиной, и два двухполярных ограни"чителя напряжения, каждый иэ которыхподключен к соответствующей выходнойшине, и, во-вторых,что элемент связисодержит параллельную НС-цепочку, подключенную между входной шиной и базой 25транзистора, пбдсоединенной через резистор к шине питанияНа чертеже приводится принципиальная электрическая схема формирователяймпульсов. 30Формирователь импульсов содержитдва аналогичных дифференциальных.каскада навысокочастотных транзисторах1, 2 рпр-типа и высокочастотных транзисторах 3, 4 прп-типа, резисторы 355-8 элементов связиу транзисторов 1и 3; резисторы 9, 10 первого и второго дифференциальных каскадов; резисторы 11-14 элементов связи трайзисторов 2, 4; кондейсаторы 15-18 элементов связи транзисторов дифференци"альных каскадов; нагрузки 19, 20;транзисторы 21, 22 рпр-типа электронных ключей первого дифференциальногокаскада; транзисторы прп-типа 23, 24электронных ключей второго дифферен- .45циального каскада; резисторы 25-28дифференцирукщих"цепочек электронныхключей, конденсаторы 29-32 дифференцирукцих цепочек электронных ключей; = двй дйуполярныхограничителя напряжения на высокочастотных диодах 3336; входные шины .37, 38, шины 39, 40для подключения положительного и от"- рицательного источников напряжения"ограничения 1 выходные шины 41, 42; 55шины 43, 44 - для подключения поло-жительногои отрицательного источни"ков- питания схемы.Эмиттеры транзисторов 1, 2 одного дифференциального каскада и кол-, 60лекторы транзисторов 21, 22 электронных ключей соединены между собой ичерез резистор 9 соединены сшиной43 положйтельногб источника питания,и которой йбдсобдинены и эмиттеры транзисторов 21, 22, С шиной 43 черезрезисторы 5, 11, 25, 27 соединены соответственно базы транзисторов 1, 2,21, 22. Через резистор б, зашунтированный конденсатором 15, база транзистора 1 соединена с входной шиной 371через конденсатор 29 с этой же шинойсоединены база транзистора 21, а через резистор 7, зашунтированный конденсатором 16, база транзистора 3 второго дифференциального каскада и через конденсатор 30 - база транзистора 23, Через резистор 12, зашунтированный конденсатором 17, база транзистора 2 соединена с входной шиной 38,через конденсатор 32 база транзистора 24 соединена с входной шиной 38.Эмитт еры тра из истЬров 3, 4 в тор огодифференциального каскада соединеныс коллекторами транзисторов 23, 24электронных ключей и через резистор10 подсоединены к шине 44 отрицательного источника питания, к которой подсоединены также и эмиттеры транзисторов 23, 24, К шине 44 через резисторы 8, 14, 26 и 28 подсоединены соответственно базы транзисторов 3, 4 и23, 24.Коллекторы транзисторов 1 и 3 (шина 41) имеют общую нагрузку 19 относительно нулевой шины и подсоединенык двухполярному диодному ограничителю на диодах 33, 34,Коллекторы транзисторов 2 и 4 (шина 42) также имеют общую нагрузку 20и подсоединены к другому двухполярному диодному ограничителю на диодах35, 36.Катоды диодов 33 и 35 соединены склеммой 39 положительного источниканапряжения ограничения,Аноды диодов 34 и Зб соединены склеммой 40 отрицательного источниканапряжения ограничения,Формирователь импульсов работаетследукщим образом,В походндм "состоянии транзисторы1, 2 и 3, 4 работают в активномйе-насыщенном режиме, задаваемом базовыми делителями на резисторах 5-8,11-14 и двуХполярным ограничителемнапряжения, выполненньм на диодах,3336. При поступлении на шину 37, 38соответственно отрицательного и поло"яйтельного"импульсов с источника парафаэных входных сигналов на выходных шинахформирователя импульсов 41,42 Форйй 1%тСя"сбответственно положительный и отрицательный импульсы. Приэтом во время формирования передних фронтов выходных импульсов коллекторные токи трайэисторов 1 и 4 возрастают, а транзисторов 2, 3 уменьшаются, а потенциалколлекторов транзисторов 1, 3 стайовйтся равным положительному напряжению источника питания, подключаемого к шине 39, плюс падение на диоде 33, а потенциал коллекторовтранзисторов 2, 4 понижается и становится равным отрицательному напряжению источника, подключаемого к шине 40, минус падение на диоде 36. Посредством резистивно-емкостных цепей25 и 29, 26 и 30, 27 и 31, 28 и 32входные парафазные импульсы дифференцируются, причем положительный пичок продифференциронанного положительного входного импульса и отрицательный пичок продифференцирован- оного отрицательного входного импульсаоткрывают электронные ключи на транзисторах 24 и 21 во время Формирования переднего фронта выходных импульсов (нарастающего на шине 41 и спадающего на шине 42) .15Во время формирования вершины выходных импульсов ключи закрыты, а токи открытых транзисторов задаютсярезисторами 9, 10, Отрицательный пичок продифференцированного положительного входного импульса и положительный фпичок продифференциронанного отрицательного входного импульса открывают ключи соответственно натранзисторах 22, 23 во время формирования заднего фронта выходныхимпульсов, спадающего на шине 41 и нарастающего на шине 42При смене полярности входных сигналов потенциалы коллекторов транзисторов 2 и 4 повышаются, а транзисторов 1 и 3 понижаются. Во время формирования передних Фронтов выходных импульсов открыты ключи на транзисторах 22, 23 а при Формировании заднихфройтон выходных импульсов соответственно ключи на транзисторах 21, 24,Длительность выходных импульсовопределяется длительностью входныхимпульсов, амплитуды выходных импуль Осов определяется напряжением источ-ников, подключаемых к шинам 39, 40,Скорость нарастания выходных импульсов зависит от высокочастотных свойствиспользуемых транзисторов и скоростинарастания входных сигналов на шинах37, 38.Таким образом формирователь импульсов потребляет большой ток только вовремя Формирования переднего и заднего фронтов ныходных импульсов и нагруэочные емкости заряжаются с большой скоростью,Во время Формирования вершины импульса ток коллектора снижается доединиц, даже долей миллиампер, что 55достаточно для управления полевымии маломощными биполярными транзисторами. При этом ток реэистивного базового делителя также выбирается сравнительно небольшим. 60 Следовательно, в результатЕ нведения дополнительных-электронных клЮчей быстродействие схемы формирователя повышается, мощность, потребляемая от источников питания и рассеинаемая элементами сХеьщ сннжается. При использовании высокочастотных транзисторов и запуске схемы от источникапарафазных входных импульсов с выоо- .кой скоростью нарастания величины емкостей форсирующих и дифференцирующих конденсаторов могут быть малыми.Формула изобретения1, формирователь импульсов, содержащий первый дифференциальный каскадна двух транзисторах одного типа про, нодимости и второй дифференциальный1каскад на двух транзисторах другоготипа проводимости, перные входы каждого из которых через элементы снязисоединены с первой входной шиной, .авторые входы,через другие элементысвязи соединены с другой входной шиной, коллекторы первых транзисторовобоих каскадов объединены и подключены к первой входной шине, а коллекторы вторых транзисторов обоих каскадовобъединены и подкпючены к второй ныходной шине, о т л и ч а ю щ и й с яем, что, с целью повышения быстродействия при снижении потребляемой мощности, в каждый дифференциальный каскад введены два ключа на транзисторах, проводимость которых соответствует проводимости транэисторон дифФеренциального каскада, а коллекторыкоторых сняэйны с точкой соединенияэмиттеров транзисторов дифференциального каскада, две дифФеренцирующиецепочки, каждая из которых включенамежду базой транзистора ключа и одной входной шиной, и два двухполярных ограничителя напряжения, каждыйиз которых подключен к соответствующей выходной шине.2. Формирбватель импульсон по п,1,о т л и ча ю щ и й с я тем, чтоэлемент связи содержит параллельнуюВС-цепочку, подключенную между входной шиной и базой транзистора, подсоединенной через резистор к шине питания,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Патент СНА Р 3471715,кл, 307-257, опублик, 1969. 2. Авторское свидетельстно СССР Р 493922, кл. Н 03 К 19/08, 1975.аказ 7608/53 Тираж 1060 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,Филиал ППП Патентф, г, ужгород, ул. Про