Формирователь импульсов

и 746884 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(53) УДК 621, .374(088 8) Дата опубликования описания 10,07,80(54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ 1Изобретение относится к импульсной.технике, оно может быть использованов аналого-цифровых, амплитудно-импуль.снык, частотно-импульсных, время-им- .пульсных преобразователях и в силовыхцепяк быстродействующих анергетичес-кик установок.Известны формирователи импульсов,содержащие транзисторный эквивалентдвукбазового диода (ТЭДД), подключенный с нагрузкой к источнику пита 1 ония 11,В этом формирователе фиксация запертого состояния ТЭДД произведена так,что одий или оба перехода амиттер-база15ТЭДЙ шунтированы. В качестве шунтовиспольэуются пассивные или активныедвухполюсники или многополюсники. Названные шунты включены последовательнос нагрузкой, поэтому в паузах междуформируемыми импульсами выкодное сопротивление атих устройств определяетсянагрузкой, напряжение на ней нестабильно и пропорционально ее импедансу и не 2контролируемым остаточным токам коллекторов запертого ТЭДД, Другой недостаток состоит в том, что при запиранииТЭДД крутизна фронта ограничена постоянной времени нагрузки,Известен также формирователь импульсов, формирующий импульсы с повышеннойстабильностью . вольтсекундной площади21 Он содержит ТЭДД с включенными вв базовые цепи стабилитронами и двадополнительнык и-р-и и р-п-р- транзистора, эмиттеры которых подключены к источнику питания, базы- к источнику коммутирующего напряжения, а коллекторы- к базеодного иэ транзисторов ТЭДД. К недостаткам атого формирователя относятся использование не более половины напряжения источника питания на нагрузке, отсутствиепроизвопьной установки амплитуды и формы импульса,Цель изобретения - повышение коэффициента использования напряжения источника питания на нагрузке и возможностицооизвольной установки амплитуды и3 74 формы импульса. Для достижения постав-.ленной цели в формирователе импульсов, содержащем транзисторный эквивалент двухбазового диода, два дополнительных транзистора разного типа проводимости, эмиттеры которых подсоединены к ис- .точнику питания, а базй - к соответствующим источникам смещения, источник коммутирующего напряжения, к выходу которого подключен один вывод конденсатора, коллекторы дополнительнык транзисторов соединены с базами транзисторов той же проводимости ТЭДД, эмиттер одного транзистора которого подключен к источнику питания, база- ко второму выводу конденсатора, а эмиттер другого - через нагрузку соединен с источником питания, а встречно-параллельно к его эмиттерно-базовому переходу подключен диод. Кроме того выход источника коммутирующего напряжения через конденсатор подключен к базе дополнительного транзистора той же проводимости, что и транзистор ТЭДД, эмиттером соединенный с нагрузкой.формирователь импульсов представлен на чертеже, где 1 источник питания; 2, 3 - входной и выходной транзисторы ТЭДД; 4, 5 - дополнительные транзисторы разной проводимости;6, 7 - источники смещения транзисторов 4 5 соответственно; 8 - источник коммутирующего напряжения; 9 - нагрузка; 10 - диод,Транзистор 2 эмиттером подключен к источнику питания 1, базой - к источнику коммутирующего напряжения 8.Транзистор 3 эмиттером подключен к нагрузке 9, соединенной с источником питания 1. Диод 10 подключен встречно-параллельно переходу эмиттер-база транзистора 3. Дополнительные транзисторы 4, Б эмиттерами подключены к источнику питания, 1, коллекторами - к базам транзисторов ТЭДД той же проводимости, базами - к соответствующим источниками смещения 6, 7, соединенным с источником питания.Кроме того, база транзистора 5 подключена к источнику коммутирующего напряжения.Рассмотрим работу формирователя при подаче коммутирующего напряжения только на базу транзистора 2. Допустим, что в исходном состоянии ТЭДД заперт, тогда транзисторы 4, 5 насыщены, ик коллекторные токи равны сумме остаточныхколлекторных токов за вычетом остаточ6884 4ного эмиттерного тока запертого транзистора 2 или 3 соответственно.Запертому состоянию соответствуютвыражения5 н о сь 1 ос 4 ст сз ей ) (1),нгде с 1 с 5 - коллекторные то 11 О ки насыщенныхтранзисторов 4,5 е91 1 1 о - остаточные. коло ог., с 5,З)1. 3 лекторные и эмит 15 терные токи запертых транзисторов 2, 3.Нетрудно показать, что остаточное напряжение на нагрузке в паузе между им 20 пульсами в сумме с падением напряжения на внутреннем сопротивлении формирователя во время импульса, отнесенноек величине Е 1, есть погрешность отработки амплитуды ( сР), вносимая форми 25 рователем и оцейиваемая согласно выраОжениям нСР 15ф.реннее сопротивление источника питания 1;В, Яо, - сопротивления насыщеМВ,й) ЪО 5ния транзисторов 25 е,ц)дно)- сопротивления наг-3рузки, диода 10, перехода эмиттер-базазапертого транзистора3Оо, - напряжение насьпцеО Х,3ния ТЭДД.Величины Д минимизируются выбором транзисторов с малыми сопротивлениями5 7468нясьппения и малыми емкостями переходов,повь.шепнем напряжения и уменыпениемвнутреннего сопротивления источника питания, увеличением импеданса нагрузки.Импульс источника коммутирующегонапряжения 8 открывающей полярностивыводит из насыщения транзистор 4, при-.чем рассасывание накопленного зарядапри достаточном токе импульса можетувеличить крутизну фронта для запускаТЭДД. Затем открывается транзистор 2,вызывая выход из насыщения транзистора 5, По окончании процесса рассасывания формируется фронт насыщения ТЭДД.Далее ТЭДД остается в состоянии 15насыщения, если ток нагрузки превышаетток удержания ТЭДД. Очевидно, что вариация величин токов коллекторов транзисторов 4, 5 соответствует вариации токаудержания ТЭДД. Импульс источника 1 Окоммутирующего напряжения 8 запираюСшей полярности вызывает рассасываниенакопленного заряда на ТЭДД, по оконча нии которого формируется фронт запиранияТЭДД. Заряд емкостей коллекторов ТЭДД 25и емкости нагрузки через диод 10 с требуемой крутизной фронта эапирания про-:изводится током нагрузки 9 и транзистора 5. По окончании формирования фронтазапирания транзистор 5 насышается , Зоформирователь возвращается в исходноесостояние. Токи транзисторов 4, 5 и,фследовательно, ток нагрузки, по условиюнасыщения ТЭДД определяются по условию компенсации остаточных и емкост ных токов коллекторов запертого ТЭДДв рабочем интервале температур и напряжений источника питания, а также и поусловию обеспечения требуемой крутизны фронта запирания. Вольтсекундная 40площадь импульса в нагрузке может определяться не только напряжением источ-ника питания 1 и источником коммутирую,шего напряжения 8, но и параметраминагрузки ( режим одновибратора ). 45Допустим, нагрузка имеет постоянную"времени 1 , тогда после срабатыванияток нагрузки изменяется по экспоненциальному закону и по истечении Зч: в момент, следуюший за равенством токуудержания ТЭДДвызовет самозапираниеформирователя.При подаче коммутирующего напряжения на базы транзисторов 2 и 5 формирователь работает аналогично изложенному, отличие состоит в том, .что токитранзисторов 4, 5 определяются тольюиэ условий компенсации суммы остаточ 84 6ных и емкостных токов коллекторов запертого ТЭДД и помекоэашищенности повходу ТЭДД. Ток транзистора 5, необходимый для реализации большой крутизны фронта запирания, формируется источником коммутируюшего напряжения 8,подключаемым гальванически изолированно к базе транзистора 5, при этом. уменьшаются задержки фронтов формируемого импульса на нагрузке,Компенсация действия остаточных иемкостнык токов коллекторов ТЭДД оценивается уменьшением выходного сопротивления запертого формирователя не менее чем в 10 раз по сравнению с прототипом, что в сочетании с малым выходным сопротивлением открытого формирователя позволяет повысить коэффициентиспользования напряжения источника питания на нагрузке до 98%,.Увеличено быстродействие за счет исключения инерционности стабилитронов не менее чем в 2 раза.Использование источника питания как элемента, задающего не только номинал но и форму напряжения, изменяющегося по любому энакопостоянному закону в определенных пределак вольтсекундной пло/ щади формируемого импульса, расширяет функциональные возмошности формирователя. Высокий коэффициент использования напряжения источника питания на нагруэ ке позволяет применить формирователь не только в режиме микротоков, но и в силовых цепях быстродействующих энергетических установок.Формула изобретения1. формирователь импульсов, содержащий транзисторный эквивалент двух- базового диода, два дополнительных транзистора разного типа проводимости, эмиттеры которых подсоединены к источнику питания, а базы - к соответствующим источникам смешения, источник коммутируюшего напряжения, к выходу которого подключен один вывод конденсатора, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышениякоэффициента иснользования напряжения источника питания и возможности произвольной установки амплитуды и формы импульса, коллекторы дополнительнык транзисторов соединены с базами транзисторов той же проводимости транзисторного эквивалента двухбазового диода, эмиттер одного транзистора кото