Повторитель напряжения

(584 Н 03 Р 14 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫГИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯА ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ) ые интегральны ной аппаратуре 1979, с. 145,ЖЕНИЯ сится к радиоения - уменьвления выходноброса. Повтоержит дифферен- У) 1, входной еские повтори 2 и 3, эл-т й конденсаторустр-ва имв начале пере(54) ПОВТОРИТЕЛЬ НАПР (57) Изобретение отно технике. Цель изобрет шение времени устано го напряжения и его в ритель напряжения сод циальный усилитель (Д и выходной параметрич тели напряжения (ППН)связи 4 и демпфирующи 9. При подаче на вход пульсного напряжения 2ходного процесса ППН 2 и 3 включены последовательно, обеспечивая быстрое изменение и малое время установления выходного напряжения. В конце переходного процесса высокая точность установления уровня выходного напряжения достигается охватом 1003-ной отрицательной обратной связью ДУ 1 и ППН 3. В этот момент времени отключение ППН 2 от выхода ДУ 1 обеспечивается выбором эл-та связи 4 и режимом работы ППН 2. Для полного исключения выбросов напряжения на переходной х-ке, обусловленных инерционностью действия отрицательной обратной связи, между выходом ДУ 1 и общей шиной включен конденсатор 9. Образующийся при этом емкостной делитель обеспечит на выходе ППН 3 уровень напряжения более низкий, чем в установившемся режиме, что уст. раняет выбросы, 1 з.пф-лы, 6 ил,Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в интегральной полупроводниковой схемотехнике.Целью изобретения является снижение времени установления выходного напряжения.На фиг. 1 представлена функциональная блок-схема повторителя напря 10 ,жения; на фиг, 2 - принципиальная электрическая схема повторителя напряжения с использованием в качестве элемента связи встречно-параллельно включенных диодов и входного параметрического повторителянапряжения,работающего врежиме классаА; нафиг, 3 - принципиальная электрическая схема повторителя напряженияс использованием в качестве элемента связи омического20 проводника и входного параметрического повторителя напряжения работающеУ1 го в режиме класса В, на Фиг. 4 функциональная блок-схема повторителя напряжения с использованием в качестве элемента связи конденсатора; на фиг. 5 - функционпьная блок-схема повторителя напряжения с демпфирующим конденсатором; на фиг. б диаграммы работы повТорителя напряжения .30Повторитель напряжения, показанный на фиг. 1, содержит дифференциальный усилитель (ДУ) 1, входной 2 и выходной 3 параметрическиеповторители напряжения (ППН) и элемент 4 свя зи.Повторитель напряжения, показанный на фиг. 2, содержит ДУ 1, входной ППН 2, работающий в режиме клас, са А, выходной ППН 3 и встречно-па раллельно включенные первый 5 и второй б диоды элемента 4 связи.Повторитель напряжения, показанный на Фиг. 3, содержит ДУ 1, входной ППН 2, работающий в режиме клас са В, выходной ППН 3 и омический проводник 7 элемента 4 связи.Повторитель напряжения, показанный на Фиг. 4, содержит ДУ 1, входной 2 и выходной 3 ППН и конденсатор 50 8 элемента 4 связи,Повторитель напряжения, показанный на фиг. 5, содержит Д 1, входной 2 и,выходной 3 ППН, элемент 4 связии демпфирующии конденсатор 9. 551Повторитель напряжения, представленный на Фиг. 1, работает следующим образом,При подаче на вход устр сна импульсного напряжения в начале гереходного процесса входной 2 и выходной 3 ППН оказываются включенными последовательно, обеспечивая тем самым быстрое изменение и малое время установления выходного напряжения. В конце переходного процесса высокая точность установления уровня выходного напряжения достигается охватом 1007.-ной отрицательной обратной связью ДУ 1 и выходного ППН 3. В этот момент времени отключение входного ППН 2 от выхода дифференциального усилителя 1 обеспечивается надлежащим выбором элемента связи и режимом работы входного ППН 2.Повторитель напряжения, представ-: ленный на фиг. 2, работает следующим образом.Входной 2 и выходной 3 ППН имеют коэффициент передачи напряжения, близкий к 1Таким образом, в установившемся состоянии с уровнем напряжения входа (и выхода) БприС, и С ъ Си Бпри с 4 Сенапряжения на выходах входного ППК 2 и ДУ 1 примерно равны (фиг. ба) . Поскольку падение напряжения на первом 5 и втором б диодах при этом намного меньше их порогового. напряжения Б , выход входного ППН 2 полностью отключен от выхода ДУ 1 по постоянному току. В момент времени , напряжение входного сигнала (фиг, ба, поз. 1) и одновременно напряжение выхода входного ППН 2 начинает нарастать с крутизной, примерно равной крутизне входного сигнала , . Напряжение выхода ДУ 1 и, следовательно, напряжение выхода устройства тоже нарастает с крутизной у, определяемой скоростью заряда паразиткой входной емкости выходного ППН 3 выходным током ДУ 1. В момент времени С , когда прямое напряжение на первом диоде 5 достигает величины отпираниявыход входного ППН 2 через малое сопротивление первого диода 5 подключается к выходу ДУ, 1, после чего крутизна нарастания напряжения выхода ДУ 1 и, следовательно, выхода устройства становится примерно равной р, (фиг, ба, поз, 2), так как заряд паразитной входной емкости выходного ППН 3 осуществляется от выхода входного ППН 2 большим током. Ускоренный заряд входной емкости выходного ППН 3. происходит до момента времени993 6 5 1532 когда прямое напряжение входного сигнала и, следовательно, выхода входного ППН 2 не достигает своего заданного значения 13 , При этом напря 2жение на выходе ДУ 1 достигает значения 11 : Б -П , которое меньше входоного напряжения П на значение По. В течение времени Т (1 (С устройство можно рассматривать как два последовательно включенных параметрических повторителя с максимальной скоростью нарастания выходного напряжения. Начиная с момента временинапряжение на аноде первого диода 5 равно Б и остается постоянным, а потенциал выхода ДУ 1 продолжает расти, однако с меньшей крутизной, равной р. При этом первый диод 5 запирается и отключает выход входного ППН 2 от выхода ДУ 1. Анализ переходного процесса дает следующее выражение для времени установления выходно,го сигнала С усу 4 Э О У 1 5 10 15 20 25 30 35 40 50 напряжения на переходной характеристике, обусловленных инерционностьюдействия отрицательной обратной свя.зи, между выходом ДУ 1 и общей шиной можно подключить демпфирующий конденсатор 9, как это показано на фиг. 5.Образующийся при этом емкостной делитель обеспечит к моменту временина выходе выходного ППН 3 уровень2напряжения более низкий, чем в устаИз этого следует, что выигрыш вовремени установления выходного сигна"ла возрастает с увеличением отношения (Б-Б,) /П,. Для обеспечения работоспособности устройства разницав уровнях напряжения выхода входногоППН 2 и выхода ДУ 1 в установившемся состоянии во всем диапазоне рабочих напряжений не должна превышатьФзначения порогового напряжения включения элемента 4 связи. Характер протекания процесса переключения устройства с высокого уровня до низкогоуровня аналогичен рассмотренномувыше,Повторитель напряжения, показанный на фиг. 3, работает следующимобразом.Особенность его работы заключается в применении в качестве входногоППН 2 повторителя, работающего в режиме класса В. Наличие ступенькина переходной характеристике такогоППН 2 с пороговым напряжением Пцобеспечивает отключение входногоППН 2 в установившемся состоянии отвыхода ДУ 1, что позволяет использовать в качестве элемента 4 связи омический проводник 7. Таким образом,двухтактный повторитель напряжения,работающий в режиме класса В, одновременно выполняет и функции двухстороннего амплитудного ограничителя.Использование входного ППН 2 в режиме класса В уменьшает мощность, потребляемую устройством, Для обеспечения нормальной работоспособности разница между напряжением выхода ДУ 1 и напряжением центра ступеньки выходной вольт-амперной характеристики ППН 2 не должна превышать значения порогового напряжения У во всем диапазоне рабочих напряжений, Процесс установления выходного сигнала идентичен процессу, рассмотренному. выше.Повторитель напряжения, представленный на фиг. 4, работает следующим образом.Основное его отличие от схемы, показанной на фиг. 2 и 3, состоит в том, что конденсатор 8 используется одновременно и как элемент 4 связи, как конденсатор, корректирующий амплитудно-частотную характеристику устройства, причем для того, чтобы конденсатор 8 выполнял в установившемся состоянии функции корректирующего, режим работы выходных транзисторов входного ППН 2 выбирается таким, что он работает в режиме класса А. Поскольку выход входного ППН 2 по постоянному току разделен от входа выходного ППН 3 посредством конденсатора 8, в установившемя состоянии обеспечивается требуемая точность передачи сигнала. При подаче импульсного входного сигнала с крутизной у1 (фиг. 66, поз,1) такой же сигнал появляется на выходе входного ППН 2 и через конденсатор 8 передается на вход выходного ППН 3 и практически без изменений проходит на выход устройства (фиг. бб, поз. 2). К моменту окончания фронта входного сигнала на выходе устройства установится напряжение, примерно равное вхоцному, В интервале времени от С довследствие действия отрицательной обратной связи через ЦУ 1 напряжение на. выходе устройства устанавливается точно равным входному.Для полного исключения выбросовновившемся состоянии, что и устраняет выбросы, Процесс изменения напряжения от У до Б происходит аналогично,Таким. образом, предлагаемый повторитель напряжения обладает по сравнению с устройством-прототипом сниженным временем установления выходного напряжения,Формула изобретения1. Повторитель напряжения, содержащий дифференциальный усилитель и выходной параметрический повторитель напряжения, вход которого соединен с входом дифференциального усилителя, неинвертирующнй вход которого является входом устройства, а инвертируювнй вход подключен к выходу выходно 9938го повторителя напряжения и являетсявыходом устройства, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью уменьшения времени установления выходногонапряжения, введены входной параметрический повторитель напряжения иэлемент связи, включенный между выходом дифференциального усилителя 1 О и выходом входного параметрическогоповторителя напряжения, вход которого соединен с неинвертирующнм входомдифференциального усилителя.2. Повторитель по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюуменьшения выброса выходного напряжения, введен демпфирующий конденсатор, включенный между общей шиной 2 О и выходом дифференциального усилителя.1532993 Составитель А,КузюкинА,.Пежнина Техред М.Ходанич Корректор И.Шароши эдак ственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагар оиз РИ аказ 8107/5714 ИИПИ Государственн1130 ираж 884 Помитета по изобретениямосква, Ж, Раушская на сноекрытиям прн ГКНТ СССРд, 4/5