Формирователь импульсов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик .(51)М. Кл. Н 03 К 3/53 Государственный комнтет оо делам изобретений н открытнй"ч ,"ге Институт электроники и вычислительной техники РН Латвийской ССР(5) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ 1 Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова но в системах контроля логическихустройств,Известен генератор прямоугольныхимпульсов с плавно регулируемой амплитудой и шириной импульсов, выполненный на лампах и транзисторах 11 1.Указанный генератор имеет фронты0,1 мкс, что совершенно недостаточно для тестирования быстродействующихлогических устройств, например наэлементах Джозефсона.Известен формирователь импульсовс крутым фронтом и спадом, содержащий последовательно включенные генератор синусоидального сигнала, цепочку из параллельно соединенных диодаи резистора, диод с накоплением заряда и формирующую линию 2 ,Недостаток заключается в.том, чтоон не обеспечивает возможности плавной регулировки амплитуды и шириныимпульсов цто сужает еГО функцио 2нальные возможности. Кроме того, форма выходного импульса сильно отличается от прямоугольной.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей путемулучшения Формы и обеспечения плавной регулировки амплитуды и длительности импульсов.Поставленная цель достигается тем,что в формирователь импульсов, содерто жащий диод с накоплением заряда,соединенный с формирующей линией,введены усилитель-ограничитель, источник тока смещения и дополнительныйдиод, причем выходы усилителя -ограничителя и источника тока смещенияподключены к диоду с накоплением заряда, дополнительный диод подключенк выходной шине, а к формирующей линии подключен согласованный резистор,.20обе обкладки линии соединены междусобой элементом замыкания цепи токасмещения диода (например, индуктивностью или диодом), а в линии помеще20 3 970658 но регулируемое активное сопротивление.В качестве элемента замыкания цепи тока смещения диода включена индуктивность, а также вклюцен диод.Кроме того, в качестве скользящей перемычки включен переход-эмиттерколлектор транзистора, база которого подключена к источнику управляющего тока,На фиг. 1 представлена схема предлагаемого формирователя;на.фиг. 2то же, но в качестве управляемогосопротивления перемычки можно использовать переход эмиттер-коллектор транзистора, сопротивление которого меняется в зависимости от тока базы,. Формирователь (фиг. 1) содержит усилитель-ограничитель 1, на вход 2 которого поступают запускающие импульсы, Выход усилителя-ограничителя 1 подключен к диоду 3 с накоплением заряда, Кроме того, к диоду 3 подключен источник 4 тока смещения, Второйконец диода 3 подключен к входу формирующей линии 5. В цепи выхода включен диод 6. Для обеспечения плавной регулировки амплитуды и ширины выходных прямоугольных импульсов в формирующую линию по- З 0мещена скользящая перемычка, редставляющая собой плавно регулируемое активное сопротивление 7. Конец линии нагружен резистором 8, величина сопротивления которого равна волновому сопротивлению линии 5. Обе пласти 35 ны линии соединены между собой элементом 9 замыкания цепи тока смещения. В кацестве такого элемента может служить индуктивность или диод. В качестве элемента замыкания (фиг. 2) используется диод, а амплитуда выходных импульсов устанавливается управляющим источником тока,Формирователь работает следующимобразом,В исходномсостоянии от источникатока 4 смещения через диод 3 с накоплением заряда, формирующую линию 5 и элемент 9 замыкания цепи тока смещения протекает ток смещения диода 3,Под действием этого тока в диоде 3накапливается некоторый заряд, величина которого определяется силой тока, протекающего через диод 3,и свойствами диода 3. Когда на входзапуска 2 усилителя-ограничителя 1поступает запускающий импульс, навыходе усилителя-ограничителя 1 Фор 4мируетоя перепад напряжения с относительно пологим фронтом и плоской вершиной, Этот перепад напряжения имеетполярность, противоположную полярности протекающего через диод 3 токасмещения, и, таким образом, являетсядля диода 3 запирающим напряжениемТак как диод 3 восстанавливает своеобратное сопротивление только черезнекоторое время задержки, зависящееот величины накопленного в диоде 3заряда, то в начале воздействия запирающий перепад напряжения проходитчерез диод 3 и поступает на формирующую линию 5. Этот перепад заряжаетформирующую линию 5. На выход устройства запирающий перепад не проникает, так как в цепи выхода включендиод 6 таким образом, что полярностьего включения противоположна полярности запирающего напряжения,Через время задержки, зависящееот величины накопленного в диоде 3заряда, диод 3 резко восстанавливаетсвое обратное сопротивление. Это приводит к разрыву тока в цепи питанияформирующей линии 5. Реакцией заряженной линии 5 на такой разрыв токаявляется скачок напряжения, появляющийся на входе линии. Так как этотскачок имеет полярность, совпадающуюс полярностью включенного в цепи выхода устройства диода 6, то это напряжение поступает на выход устройства и является фронтом выходного прямоугольного импульса. Одновременновозникший на входе линии 5 скачок напряжения распространяется по линиидо места расположения перемычки, представляющей собой плавно регулируемоеактивное сопротивление, В начале рассмотрения работы устройства допустим,цто величина этого сопротивления установлена, равной нулю В= О, т.е.линия имеет короткое замыкание. Тогда возникший на входе линии скачокнапряжения в месте расположения перемычки, отражаясь, меняет свою полярность на противоположную и распространяется по линии обратно к входу линии. В результате этого процесса постоянный уровень сигнала на входе линии 5 и, следовательно, на выходеустройства существует до момента прихода на вход линии отраженного от конца перепада. Этот интервал времениявляется временем формирования плоской вершины выходного прямоугольногоимпульса.97065Так как отраженный от короткозамкнутого места линии скачок напряжения имеет полярность, противоположную полярности скачка напряжения, распространяющегося от входа. линии к ее 5 концу, то, распространяясь в обратном направлении, напряжение гасится.Через двойное время задержки отрезка линии от ее начала до места расположения перемычки на входе линии посту" 10 пает резкий спад напряжения, который служит спадом выходного прямоугольного импульса, Таким образом, предлагаемое устройство формирует прямоугольные импульсы с крутым фронтом и спа дом.Плавная регулировка ширины импульса обеспечивается путем передвижения скользящей перемычки. Чем больше расстояние от входа линии до места распо.ложения перемычки, тем больше ширина импульса. Для плавной регулировки амплитуды импульса меняют величину активного сопротивления скользящей перемычки Кп в пределах от нуля до 25 волнового сопротивления Р линии, При этом амплитуда выходного импульса меняется в пределах от максимальной до нуля.Выше уже был рассмотрен случай, 30 когда В = 0, т.е. случай формироваФния прямоугольного импульса максимальной амплитуды. При й = р после воздействия запи рающего напряжения на входе линии устанавливается напряжение, равное падению напряжения на сопротивлении перемычки. При резком восстановлении обратного сопротивления диода с на коплением заряда ток в цепи питания линии разрывается. Реакцией линии на такой разрыв тока является появление отрицательного скачка напряжения на входе линии. Но так как на входе линии из-за падения напряжения на сопротивление перемычки Йп уже находилось положительное напряжение, то возникший на входе линии отрицательный ска- чок напряжения и существующий до этого положительный уровень напряжения взаимно компенсируются, Распространяясь по линии отрицательный скачок напряжения разряжает линию и на линии устанавливается нулевой потенциал,55 Таким образом, несмотря на подачу запускающих импульсов, на выходе устройства напряжение все время остается равным нулю. Если же величина сопротивления перемычки К имеет некоторое промежуточное значение 0РР , то падение напряжения на нее меньше, цем в случае, когда й= р . Тогда при разрыве тока питания линии, возникающий на входе линии скачок напряжения больше по амплитуде, цем падение напряжения на сопротивлении В . Так как эти напряжения имеют противоположную полярность, то они вычитаются, и на выход устройства поступает резкий скачок этого разностного напряжения. Распространяясь по линии возникший скачок напряжения и существующее до этого в линии напряжение взаимно вычитаются. Достигая места расположения перемычки, Фронт, отражаясь меняет свою полярность и распространяется обратно к входу линии, Часть сигнала проходит к концу линии, нагруженному резистором, величина сопротивления которого равна волновому сопротивлению линии. От конца линии волна не отражается, так как линия согласова- на с нагрузкой.Отраженный от места расположения перемычки скачок распространяется обратно к входу линии и взаимно компенсируется с имеющимся на линии напряжением. После двойного времени задержки распространения сигнала от входа линии до места расположения перемычки на вход линии поступает спад напряжения. Этот спад является спадом формируемого прямоугольного импульса.В качестве управляемого сопротивления перемыцки можно использовать переход эмиттер-коллектор транзистора, сопротивление которого меняется в зависимости от тока базы (Фиг. 2). Устройство работает так же, как известное устройство с той лишь разницей, цто величину сопротивления перемычки меняют с помощью тока, подаваемого от источника управляющего тока 10.В формирователе удается получать выходные импульсы с фронтами порядка 0,2 нс при плавной регулировки амплитуды от 0 до 3 В и длительности от 0,5 до 2 нс при отсутствии спада плоской вершины и незначительных выбросах фронтов.формула изобретения1. Формирователь импульсов, содержащий диод с накоплением заряда, сое 7 970658 8диненный с формирующей линией, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены усилитель-ограничитель, источник тока смещения и дополнительный диод, причем выходы усилителя-ограничителя и источника тока смещения подключены к диоду с накоплением заряда, дополнительный диод подключен к выходной шине, а к формирующей линии подключен согласованный резистор, обе обкладки линии соединены между собой элементом замыкания цепи тока смещения диода, а в линии помещено регулируемое активное сопротивление.2. Формирователь по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве элемента замыкания цепи тока смещения диода включена индуктивность.3. формирователь по п, 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что в качестве элемента замыкания цепи тока смещения диода включен диод,Формирователь по и. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве скользящей перемычки включенпереход эмиттер"коллектор транзистора, база которого подключена к источнику управляющего тока,Источники информации,принятые"во внимание при экспертизе 1. Приборостроение, 1979, М 9,с. 78-812. Патент ФРГ Мф 1276192,кл. Н 03 К 3/53, 1969,970658 Составитель В. Шагуринвалева Техред С.Мигунова Ко р М. Демчи едак аз 8422/74 д, 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектнад,Тираж 959 ВНИИПИ Государ по делам изо 3035, Москва, Подпис венного комитета етений и открыти 35, Раушская наб