Ячейка временной задержки импульсов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51) М. К.н. Н 03 К 5/13 Н 03 К 3/284 Гоеударстеенный квмнтет СССР но делам нэабретеннй н открытнй(72) Автор изобретения В.В, Бунегинл) ,Институт физики высоких энергий АН Казахской ССР(54) ЯЧЕЙКА ВРЕМЕННОЙ ЗАДЕРЖКИ ИИПУЛЬСОВ Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных импульсных устройствах содержащих как часть управляемую ячейку временной задержки импульсов, например, в схемах управляемых одновибратора, мультивибратора (в том числе и многофазного), преобразователей тока или напряжения в частоту, широтно-импульсного модулятора и т.д. Известны ячейки временной задержки, которые используются как составная часть мультивибратора и состоят из времязадающего конденсатора и комплементарной пары транзисторов, один из которых является ключевым, а второй - регулирующим ток. пере- заряда времяэадающего конденсатора, и следовательно, время задержки переключения ячейки (,в дальнейшем - задержки) О 3. Известная ячейка имеет достаточно высокую погрузочную способность, но не обеспечивает управление временемзадержки. Наиболее близка к предлагаемомутехническому,решению управляемаяячейка задержки, являющаяся составной частью одйовибратора, котораясодержит времязадающий конденсатор,комплементарную пару транзисторов,первый из которых является ключевым, то а второй - регулирующим ток перезаряда времязадающего конденсатора.В ячейке также имеются диод, включенный между. базой токозадающего тран- .зистора и коллектором ключевого трант 5 зистора и служащий для создания цепи обратной связи, диод, включенныймежду шиной управляющего сигналаи базой управляющего транзистора,осуществляющий отключение управляю- .2 о щего напряжения после начала регенеративного процесса. Креме тего, име-)ется резистор, ограницивающйй текбазы ключевого транзистора в режвме9459 б 7 4 5101520 ГЛ 1 Рцения и резистор, являющийсяколлекторной нагрузкой ключевоготранзистора 23Время задержки импульса в даннойячейке при постоянных. амплитуде входного импульса и величине времязадающего конденсатора в первом приближе"нии обратно пропорционально значению тока перезаряда последнего, Диапазон управляющих сигналов ограниченсверху напряжением источника коллекторного питания, так как в противномслучае нарушается режим в статике,Цель изобретения - расширение диапазона временных задержек электрических импульсов, повышение нагрузочной способности ячейки и расширениедиапазона управляющих сигналов,Поставленная цель достигается тем,цто в яцейку, содержащую времязадающий конденсатор, два диода, два резистора, комплектарную пару транзисторов и шины подклюцения источников коллекторного питания, управляющего сигнала и переклюцающегоимпульсного сигнала, причем однаобкладка времязадающего конденсатора соединена с импульсным входомячейки, а вторая - с коллектором токозадающегс и базой ключевого транзисторов, эмиттер клюцевого транзистора соединен с шиной источникаколлекторного питания, а его коллектор, через резистор соединен с другой шиной того же источника питания, введен источник тока смещения,при этом эмиттер токозадающего транзистора соединен с выводом первогодиода и через резистор - с шиной источника управляющего сигнала, другой вывод диода соединен с одноименным выводом второго диода и шинойисточника тока смещения, вторая шина которого соединена с одним из выводов источника коллекторного питания второй вывод второго диода соединен с шиной истоцника опорного напряжения, например с шиной источникаколлекторного питания ключевого каскада в точке ее соединения с резистором колпекторной нагрузки ключевого транзистора, а база токозадающеготранзистора соединена с коллекторомключевого транзистора,Изменение времени задержки импульсов производится изменением величины управляющего напряжения или тока,Преимущесгва предлагаемой схемыи устранечи. н достатков известной ячейки достигаются введением нового элемента-источника тока смещения и осуществлением новых связей между элементами схемы.Это позволяет, во-первых, увеличить петлевой коэффициент усиления за счет шунтирования резистора в цепи эмиттера токозадающего транзистора низким сопротивлением прямо- смещенного диода, т.е .уменьшения глубины отрицательной обратной связи; во-вторых, увеличить ( при прочих равных с известной ячейкой условиях) среднее значение тока базы ключевого транзистора на регенеративном участке процесса переключения яцейки за счет переключения в цепь базы ключевого транзистора тока смещения; в-третьих, исключить пороговый элемент ( диод ) из р - и переходов цепи положительной обратной связи; в-четвертых, ликвидировать принципиальные ограниченияверхнего уровня управляющего напряжения, имеющиеся в известном устройстве.Первое и второе приводит к увеличению нагрузоцной способности яцейгки, первое и третье приводит к расширению диапазона задержек в сторонубольших времен.Таким образом, введение новогоэлемента в схему ячейки задержки иосуществление новых связей между ееэлементами позволяет расширить диапа,".зон времени задержки импульсных сигналов, диапазон управляющих сигналови улучшить нагрузочную способностьячейки.На фиг,1 приведена принципиаль юная электрическая схема предлагаемойячейки; на фиг.2 - нагрузочная характеристика предлагаемой ячейки.Управляемая ячейка временнойзадержки электрических импульсовсодержит времязадающий конденсатор1, ключевой транзистрр 2, токозадающий транзистор 3, предназначен. ный для управления временем задержки, резистор 4, резистор 5, предназначенный для установки диапазрна 50сигналов управления или крутизны характеристики управления, диоды б и 7 и источник 8 тока смещения.Ячейка работает следующим образом.В устойчивом состоянии транзистор 2 открыт совместным действием токов управления и смещения поступающихчерез транзистор 3 в цепь базы тран5 9459 зистора 2, напряжение на коллекторном резисторе 4 максимально, При этом диод 6 открыт, диод 7 закрыт, весь ток смещения переключен в цепь базы ключевого транзистора 2. При поступ. лении на импульсный вход перепаданапряжения, запирающего ключевой транзистор, последний выключается, напряжение на его коллекторе возрастает, и, приближаясь к напряжению 10 источника коллекторного питаниявызывает переключение тока смещения из цепи эмиттера токозадающего транзистора З,в цепь диода 7 за счет запирания диода 6 напряжением ба за-эмиттер транзистора 3, создаваемым. током управления. Ячейка переходит в квазистоустойчивое состояние, . длительность которого определяется временем перезаряда времязадаю О щего конденсатора только током управления, поступающим от источника напряжения тока)управления через резистор 5 в цепь эмиттера токозадающего транзистора и далее в цепь ба зы ключевого транзистора. Возвращение ячейки в устойчивое состояние происходит обратным порядком при приоткрывании ключевого транзистора 2 током управления, причем ток смеще- зо .ния переключается полностью уже при небольшом изменении потенциала кол-, лектора транзистора 2, что и обеспечивает высокую нагруэочную способ" ность предлагаемой яцейки.На фиг.2 приведена нагрузочная характеристика устройства. По оси абсцисс отложено напряжение, а пооси ординат-ток коллектора ключевого каскада, пуйктиром показаны линии нагрузки резисторов в цепи коллектора при напряжении питания, равном Е Непрерывная линия АСДЕх представляетсобой график динамической нагру, зочной характеристики, причем ордината заштрихованной области соответствует регенеративной составляющейтока коллектора, осуществляющей форсирование процесса переклюцения ячей 50Выходные вольт-амперные характеристики ВАХ ) ключевого транзистора приведены только для характерных .точек графиков нагрузочных характеристик.Выходная ВАХ .для режима отсечки55 не приведена как не оказывающая влияния на работу устройства при заведомом превышении током коллектора клю 67 6чевого т ранэистора в рабочих режймах тока коллектора в режиме отсечки.Выходная ВАХ для режима насыще" ния не приведена, аналогично, ак как в расчетах ( для упрощения при- . нято напряжение коллектор-эмиттер ключевого транзистора в режиме насыщения пренебрежительйо мало, т.е, этой ВАХ соответствует ось ординат графиков.Использование предлагаемой управляемой ячейки временной задержки электрических импульсов в устройствах автоматики, импульсной и вычислительной техники дает возможность сократить количество ячеек, необходимое для достижения больших задержек, или уменьшить количество коммутируемых времязадающих цепей, а также упростить или устранить буФерные усилители при работе ячеек друг на дрязга или на внешнюю нагрузку.Использование предлагаемой ячейки в схемах преобразователей например АЦП по сравнению с известной упрощает согласование ячейки с другими узлами, так как отсутствуют принципиальные ограничения по диапазону входных сигналов.В связи с тем, что при одинаковых с известной,яцейкбй временах задержки емкость времязадающего конденсатора может быть существенно уменьшена в некоторых случаях на порядок и больше ), предлагаемая ячейка более совместима с технологическими возможностями современной микро электроники.Совокупность вышеперечисленных качеств предлагаемой ячейки улучшает весо-габаритные и надежные характеристики устройств, содержащих ее в своем составе, уменьшает стоимость . и повышает их экономичность за счет уменьшения энергопотребления).Компоненты ячейки легко реализуются методами интегральной технологииформула изобретения Ячейка временной задержкиимпульсов, содержащая времязадающий конденсатор; два диода, два резистора, комплементарную пару транзисторов и шины подключения источников коллекторного питания, управляющего сигнала и переключающего импульсного сигнала,.причем одна обкладка времяиг: 7 94 задающего конденсатора соединена с импульсным входом ячейки, а вторая с коллектором токозадающего и базой . ключевого транзисторов, эмиттер ключевого транзистора соединен с шиной коллекторного питания, а его коллектор через резистор соединен с другой шиной того же источника питания, о т л и ч а ю щ а я с .я тем, цто, с целью расширения диапазона временных задержек электрических импульсов, повышения нагрузоцной способности ячейки и расширения диапазона управляющих сигналов, в нее введен источник тока смещения, при этом эмиттер токозадающего транзистора соединен с выводом первого диода и через резистор - с шиной источнин ка управляющего сигнала, другоивывод диода соединен с одноименным 5967 8выводом второго диода и шиной источника тока смещения, вторая шина которого соединена с одним из выводовисточника коллекторного питания, второй вывод второго диода соединен5с шиной источника опорного напряжения; например с шиной источника коллекторного питания ключевого каскадав точке ее соединения с резисторомВ1 Околлекторной нагрузки ключевого транзистора, база токозадающего транзистора. соединена с коллектором ключевого транзистора.Истоцники информации,15принятые во внимание при экспертизе1. Патент Японии У 52"24372,кл. Н 03 К 2/282.2. Авторское свидетельство СССРЮ 632 ОБ 7, кл, В О 3 К 3 Л 84, 17.О 2,77(прототип). НИИПИ Заказ 5348/73Тираж 959 Подписное лиал ППП "Патент",жгород,ул.Проектная,4