Усилитель-формирователь импульсов

(22) Заявлено 19.06,80 (21 2975911/18-21с присоединением заявки ЭЙ(5 )М. Кл. Н 03 К 5/01 Ьеударстеенный квинтет сссе пе делам изобретений н открытий(54) УСИЛИТЕЛЬ-ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ Изобретение относится к импупьсноя технике и может быть испопьзовано, например, в системах контроля динамических параметров интеграпьных микросхем.Известен усипитепь-формироватепь, со 5 .держаший канап регупировки нарастания и канап регулировки спада импульсов на транзисторах типа р-и -р и П -р-п, перекпючатепь попярности выходных импупьсов и.импупьсные диоды, а на входе1 О каждого канала вкпючена регупируемая линия задержки, а коппектор транзистора первого каскада каждого канапа подключен к источнику питания через перемен.нь 1 й резистор, средний вывод которого15 соединен с базой транзистора спедующего иаскада, а выходы канапов подкпючены ,к общему контакту переключателя полярности выходных импульсов 11.Недостаток устройства - ограничен 20 ность диапазона его работы.Наибопее близким техническим решением к изобретению явпяется усипитепьформироватепь импульсов, содержащий т 3,/поспедоватепьно соединенных перекпючатепей тока, в каждом из которых источник тока, два резистора нагрузки и коммутатор тока, два входа которых являют- ся соответственно первым и вторым вхо дами перекпючатепя тока, а два выхода, явпяются соответственно первым и вторым выходами перекпючатепя тока, параппепьно которым подключены два поспедоватепьно соединенные резисторы нагрузки, обтцая точка соединения которых подключена к третьему входу перекпюча тепя тока, выход источника тока подключен к третьему входу коммутатора, а вход источника тока является четвертым входом переключателей тока, которые цодкпючены к первой шине аналогового управлении 2.Недостатком устройства является ограниченность функциональных возможностей.Цепь изобретения в ;расширение функционапьных возможностей, путем. расширения диапазона задания амплитуды и93061смещения базовой линии импульсов, задания импульсов попожительной и отрицатепьной попярности, программного задания значений дпитепьности фронта исреза импульсов и обеспечения постоянными заданных значений дпительностифронта и среза при изменении амплитудыи смещения в положительной и отрицательной обпастях,Поставпенная цепь достигается тем, 0что в усипитель-формироватепь импульсов, содержащий П последоватепьно соединенных перекпючатепей тока, каждыйиз которых состоит из источника тока,двух резисторов нагрузки и коммутатора 15тока, два входа которых являются соответственно первым и вторым входамипереключатепя тока, а два выхода являются соответственно первым и вторымвыходами перекпючателя тока, параппепьно которым подключены два поспедовательно соединенные резисторы нагрузки,точка соединения которь 1 х подключена ктретьему входу переключателя тока, причем выход источника тока подкнючен ктретьему входу коммутатора тока, а входкаждого из источников тока явпяетсячетвертым входом соответствующего переключателя тока, подключенным к первойшине сигналов анапогового управления,введены формироватепь попярносу и Пуправпяемых источников напряжения, выход каждого из которых подключен ктретьему входу соответствующего перекпючатепя тока а вход - к первому вы 35ходу формирователя полярности, первыйвход которого подкпючен к входной шине устройства, второй, третий и четвертыйвходы подкпючены соответственно ковторой, третьей и четвертой П шинамсигналов аналогового управпения, а второ( и третий выходы формирователя поррности подключены к первому и второмувходам первого из П перекпючатепей тока,причем управляющие входы каждого изисточников тока соединены с пятым входом соответствующего перекпючатепятока и пятой шиной сигналов анапоговогоуправления.На фиг. 1 приведена структурная эпе 50ктрическая схема устройства; на фиг. 2 -эпюры, поясняющие его работу,Устройство содержит ц перекпючатепей 1 тока, состоящих из коммутатора 2 тока,55 резисторов 3 и 4 нагрузки, источника 5 тока, управляемы й и сточ ник 6 напряжения, формирователь 7 попярности, входную 7 4.шину 8 устройства, шины 9 - 13 сигналов анапогового управпения.Устройство работает следующим образом,На шину 8 усилителя - формироватепяпоступает сигнал (синусоидапьный ипиимпульсный), из которого на выходеформируются прямоугопьные импульсыпопожитепьной ипи отрицательной полярности с заданными значениями амплитуды,смещения базовой линии, длительностьюфронта и среза. Длитепьность фронта исреза формируемого импульса определяется(1)где Ь 3 н - перепад напряжения (амппитуда импульсов),С(. - коэффициент передачи эмиттерного тока в коплекторнуюю() зависит от амппитуды импупьсов на нагрузочных резисторах 3 и4, которая определяется током, задаваемым источником 5, Дпя уменьшения этойзависимости испопьзована схема с несколькими поспедоватепьно соединеннымикаскадами переключателей 1 тока, количество О которых определяется вепичинойтока, задаваемого оконечйым каскадомв нагрузку, коэффициентом усиления потоку (,ср ( с с )и допустимымиискажениями формы импупьсов. Коэффициент усиления по току Кп Д-го каскадаопределяется соотношением токов 3и 3 п источников 5 в (П -1)-м и П -мкаскаде К П - ,)пДп. Вепичина емкостиС зависит от напряжения О открытоготранзистора коммутРгора, которое опредепяется напряжением управляемого источника 6 и амппитудой импупьса на нагрузочных резисторах 3 и 4.При поступлении на шину .9 усипитепяформироватеня команды о задании отрицательной полярности выходных импульсов на втором и третьем выходах формирователя 7 попярности сигналы имеютсоответственно прямую и инверсную фор му (например, сигналы д и о фиг. 2)по отношению к входному сигнапу, поступающему на шину 8 усипитепя - формирователя. При поступпении команды о5 93 положительной полярности сигналы нв втором и третьем выходах формирователя 7 изменяют форму и имеют соответственно инверсную и прямую форму (например, сигналы а и б фиг. 2) по отношению к входному сигналу. Второй и третий выходы формирователя 7 полярности соединены соответственно с первым и вторым входами первого каскада переключателя 1 тока. Поэтому при изменении формь 1 сигнала на вьсходвх формирователя 7 полярности сигнал на выходе усилителя-формирователя также будет изменять свою форму с прямой на инверсную или наоборот. Верхний уровень сигнала на выходе усилителя- формирователя (при нулевом смещении базовой линии выходного импульса) мало отличается от уровня нулевого потенциала, а нижний меньше его на величину амплитуды импульсов (уровня сигналов а и б на фиг. 2). Импульс а (фиг. 2) имеет отрицательную полярность, а для получения импульса положительной полярности уровни импульса б (.фиг. 2) смещают в положительную область на величину амплитуды (импульс в на фиг, 2). Поэтому при поступлении на третью шину команды о положительной полярности импульсов на выходе усилителя-формирователя напряжения на первом выходе формирователя 7 полярности равно сумме напряжений задания амплитуды которое поступает на шину 10, и задания смещения базовой линии, которое поступает на шину 11. Первый выход формирователя 7 полярности соединенсо входами П управляемых источников 6, напряжение последнего из которых смещает уровни импульса б (фиг. 2) на выходе усилителя-юрмирователя в положительную область на величину амплитуды.Зависимость выходного тока 3 и в (П) управляемых источниках 5 тока от управляющего напряжения Б а, которое смещено в отрицательную область и поступает на шину 13, выражается форму-. лой Одно из й значений коэффициента преббраэования К л в (П -1 ) источниках 5 тока задается по шине 12. Начальное значение тока ало в (П -1) источниках 5 тока различно. В последнем Й -ом источнике 5 тока величина выходного тока определяет амплитуду выходного импульса, поэтому в нем Д и = О и коэф 0617 бфициент преобразования К П имеет толькоодно значение,Зависимость выходного напряжения Ц ив управляемых источниках 6 напряженияот управлякяцего напряжения 0 у, по 1ступающего с первого вьхода формирователя 7 полярности выражается формулойц 11 -цоПп(3)10 где Ю 1 - начальное значение. напряжения П -го управляемого источника 6 напряжения8- коэффициент преобразованияП -го управляемого источника15 6 напряжения.Последний П -й управляемый источник 6 напряжения задает величину смещения базовой пинии импульсов на выходеусилителя-формирователя, а остальные(П) задают величину напряжения нанагрузочных резисторах 3 и 4, а следо 1вательно и величину напряжения 0 открытого транзистора коммутатора.Выполнение в (1-1)-м каскадах переключателей 1 тока источников 5 токауправляемыми, в которых зависимостьвыходного тока от управляющего напряжения задана выражением 12) (следовательно, зависимость коэффициента усиления току К и каскада переключателя 1тока от ампдитуды нелинейна), позволяетрасширить диапазон задания амплитуды вобласти малых значений. При малых значениях амплитуды выходного сигнала в35(-П) предыдуших каскадах переключателей 1 тока определяется в основномвеличиной начального тока ЗПз и искажения формы прямоугольного импульса,которые, ограничивали нижнее значениедиапазона задания амплитуды в схемеизвестного устройства, отсутствуют.В области больших значений расши-.рение диапазона задания амплитуды исмешения базовой линии импульсов обес 45печивается введением управляемых источников 6 напряжении, которые "отслеживают изменение амплитуды и смешения базовой линии, поддерживая значение напряжения Цоткрытого транзистора коммутатора постоянным, и переход50транзистора в режим нвсы 1 цения или нарушения теплового режима, которыеограничивают верхнее значение диапазоназадания амплитуды и смешения базовой,линии, отсутствует,Задание импульсов положительной илиотрицательной полярности обеспечиваетсявведением формирователя 7 полярностии управляемых источников 6 напряжения.Формула изобретения Усипитепь-формироватепь импульсов, содержащий О последовательно соединенных перекпючателей тока, каждый из которых состоит из источника тока, двух резисторов нагрузки и коммутатора тока, два входа которого являются соответственно первым и вторым входами переключатепя тока, а два выхода явпяются соответственно первым и вторым выходами переключателя тока, параппепьно которым 35 40 ИОПрограммное задание значений дпитець- ности фронта и среза импульсов обеспечивается выпопнением в (П -1) каскадах переключателей 1 тока источников 5 тока управпяемыми, в которых программно5 задается Ф значений коэффициента преобразования управпяющего напряжения в ток, Задавая, разпичные коэффициенты преобразования, задают разничные коэффициенты усиления 1;и каскадов перекпючателей 1 тока, в спедовательно и различную амйпитуду импупьсов на нагрузочных резисторах 3 и 4, что приводит в соответствие с вйражением1) к разф л лпичным значениям с,р иПостоянство заданных значений дпитепьности фронта и среза при изменении амппитуды и смещения базовой линии импульсов в положитепьной,и отрицательной области обеспечивается введением управляемых источников 6 напряжения, которые поддерживают постоянным напряжение 1 О - открытого транзистора коммутатоКора, а спедоватепьно и величину емкостиизменением которой в прототипед обусловлена зависимость дпитепьности фронта и среза импульсов от амппитуды. подключены два поспедоватепьно соединенные резисторы нагрузки, точка соединения которых подкпючена к третьемувходу перекпючатепя тока, причем выходисточника тока подкпючен к третьемувходу коммутатора тока, а вход каждогоиз источников тока явпяется четвертымвходом соответствующего переключателятока, подключенным к первой шине сигналов анапогового управления, о т и ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения функционапьных возможностей, в него введены формирователь попярности и И, управпяемых источниковнапряжения, выход каждого из которыхподкпючен к третьему входу соответствующего переключателя тока, а вход -к первому выходу формирователя полярности, первый вход которого подключенк входной шине устройства, второй,третий и четвертый входы подкпючены.соответственно к второй, третьей ичетвертой д шинам сигналов аналоговогоуправпения, а второй и третий выходыформироватепя полярности подкпюченык первому и второму входам первогоиз Ц перекпючатепей тока; причем управпяющие входы каждого из источниковтока соединены с пятым входом соответствующего переключатепя тока ипятой шиной сигналов аналогового управления.Источники информации,принятие во внимание при экспертизе1. Авторское свидетепьство СССРМ 362444 кп. Н 03 К 5/12,28,12,70,2. Известия ВУЗов Литовской ССРРадиоэлектроника", 1977, т. 13,с, 19 О, рис. 1.Составитель А. ГорбачевТехред 3. Фанта Данка аказ 3512/8 ВНИИаж 954 П енного комитета СССР обретений и открытий Ж-:35, Раушская наб 113 4/5 илиап ППП "Патент", г, Ужгород, уп. Проектная Реда кз.Ти И Государст по делам и 5, Москва,орректор Н. Содписное