Формирователь импульсов управления

Я 1 4 Н 03 К И 01 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТФЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н А ВЧОРСНОВЫ СВИДВТВЪСТВ У(56) Авторское свидетельство СССРВ 788361, кл. Н 03 К 5/01, 1979.Приборы и техника эксперимента,982, В 3, с. 109, рис. 1.(54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ЖПУЛЬСОВ УПРАВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к импульсной технике, Может быть использовано, для формирования импульсов уп-,равления приборами с зарядовой связью. Целью изобретения являетсяповышение быстродействия, стабильности временных параметров выходныхимпульсов при изменении параметров управляющих сигналов, регулированиивременных параметров выходных импульсов и при изменении температуры.Для достижения поставленной цели вустройство введены транзисторы 5-14,двухэмиттерньч транзистор 49, резисторы 30, 31, управляемый источникопорного напряжения 41 с первой ивторой шинами 42 и 43, шиной 44 управления опорным напряжением и шиной45 опорного напряжения, шина 46 регулирования времени среза, шина 47регулирования времени нарастания выходных импульсов, шина 40 токовогоуправления. В схеме формирователяобеспечивается необходимая зависимость режимных токов при изменениитемпературы и напряжений источниковпитания, влияющих на изменение паразитных емкостей р-и переходов.2 з,п. ф-лы, 2 ил.Выходная шина 48 соединена с эмиттером первого составного транзистора 1 и с коллектором второго составного транзистора 2., база которого соединена с шиной 40 токового управления, коллекторами третьего 5 и четырнадцатого 16, эмиттерами первого 3 и пятого 7 транзисторов. База первого транзистора 3 соединена с коллектором тринадцатого транзистора 5, база первого составного транзистора- с коллекторами две-, надцатого 14 и второго 4 транзисторов, база пятого транзистора 7 - с коллектором одиннадцатого транзистора 13, база третьего транзистора 5 - с коллектором шестого транзистора 8Я первым выводом первого резистора 25 и катодом второго диода 24, аноц которого соединен с коллектором чет-12Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для формирования импульсов управления приборами с зарядовой связью,Цель изобретения - повышение быстродействия, стабильности временных параметров выходных импульсов, при,изменении параметров управляющих сигналов, регулированиивременных параметров управляющих сигналов, регулирования временных параметров выходных импульсов и при изменении температуры.На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема устройства; на фиг.2 - схема входного узла с уменьшенным входным током,формирователь импульсов управления содержит первый 1 и второй 2 составные, транзисторы, первый - двадцатый транзисторы 3 - 22, первый 23 и второй 24 диоды, первый - одиннадцатый резисторы 25 - 35, первую 36 и вторую 37 шины источников питания, общую шину 38, шину 39 потенциального управления, шину 40 токового управления, управляемый источник 41 опорного напряжения с первой 42 ивторой 43 шинами, шиной 44 управления опорным напряжением и шиной 45 опорного напряжения, шину 46 регулирования времени среза, шину 47 регулирования времени нарастания, выходную шину 48 и двухэмиттерный транзистор 49.Входной узел содержит дополнительно третий диод 50 - двадцать первый транзистор 51. 90501 2вертого транзистора 6 и через первый диод 23 с шиной 39 потенциального управления. Второй вывод первогорезистора 25 соединен с базой шестого транзистора 8.Управляющий источник опорного напряжения имеет первую 42 и вторую 43шины питания, причем первая шина питания 42 соединена с первой шинойО 36 источников питания первым выводом восьмого резистора 32, коллекторами первого составного 1, шестнадцатого 18, эмиттерами двенадцатого14, тринадцатого 15, четырнадцатого16, пятнадцатого 17, четвертого 6 иодиннадцатого 13 транзисторов, вторая шина 43 питания соединена с общей шиной 38, первыми выводами девятого 33, десятого 34, одиннадца 20 того 35 резисторов, третьего 5, шестого 8, семнадцатого 19 и восемнадцатого 20 транзисторов. Эмиттер второго составного 2 и второго 4 транзисторов соединен с второй шинойисточника питания 37, Второй вывододиннадцатого резистора 35 соединенс базой семнадцатого 19, базой иколлектором восемнадцатого 20 и коллектором пятнадцатого 17 транзисто.30 ров. Вторые выводы девятого 33 идесятого 34 резисторов соединены сэмиттерами соответственно девятнадцатого 21 и двадцатого 22 транзисторов. Шина 44 управления опорным35 напряжением соединена с вторым выводом восьмого резистора 32, базойшестнадцатого 18 и коллектором семнадцатого 19 транзисторов, Шинаопорного напряжения 45 соединена сО эмиттером шестнадцатого 18, базойи коллектором девятнадцатого, базойдвадцатого 22 транзисторов, а такжес базами седьмого 9, восьмого 10,девятого 11, десятого 12 и двухэмит 5 терного 49 транзисторов, коллекторыкоторых соединены с базами соответственно одиннадцатого 3, четвертого 6, двенадцатого 14, четырнадцатого 16 и тринадцатого 15 транзисто 50 ров, эмиттеры которых соединены спервыми выводами соответственно второго 26 я третьего 27, четвертого 28,пятого 29, шестого 30 и седьмого 31резисторов.55Вторые выводы второго 26, третьего 27, пятого 29, шестого 30 резисторов соединены с шиной регулирования временем среза 46, вторые выводы050 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 3 29 четвертого 28, седьмого 31 резисторов соединены с шиной 47 регулирования времени нарастания.Входной узел содержит третий диод 50; включенный в разрыв между коллек" тором четвертого транзистора 6 и анодаии первого 23 и второго 24 диодов, двадцать первый транзистор 51, база которого подключена к шине 39 потенциального управления, коллектор - к общей шине 38, эииттер - к коллектору четвертого транзистора 6.Формирователь импульсов управления работает следующим образом.При появлении нулевого сигнала на шине 48 токового управления коллекторный ток четырнадцатого транзистора 16 повьипает потенциал на базе второго составного транзистора 2, вызывая вначале отпирание второго транзистора 4 и эапирание первого составного транзистора 1, а затем отпирание второго составного транзистора 2, На выходной шине 48 формируется отрицательный перепад напряжения. Установившееся значение потенциала определяется напряжением на второй шине 37 источника питания.Использование в качестве второго составного транзистора 2 составной и-р-и-структуры обеспечиваеТ высокое быстродействие при работе на ,емкостную нагрузку шины управления перекосом в микросхемах с зарядовой связью могут имет емкость от единиц до нескольких тысяч пикофа-. рад ), Кроме того, различные пороги отпирания второго транзистора 4 и второго составного транзистора 2 улучшают динаиические характеристики формирователя вследствие уменьшения сквозных токов в двухтактном выходном каскаде. Единичный сигнал на шине 40 токового управления обеспечивает рассасывание избыточного заряда иэ базы второго составного транзистора 2, после чего происходит понижение потенциала на базе этого транзистора и запирание второго транзистора 4. Первый составной транзисторпереходит в активный режим, и на выходной шине 48 формируется положительный перепад напряжения. Установившееся напряжение на выходной шине .48 определяется напряжением на первой шине 36 источника питания. Укаэанная последовательность переклю".чения транзисторов способствует снижению сквозных токов через выходные транзисторы схемы. В качестве первого составного транзистора 1 ис,пользуется составная и-р-и-структура, повьппающая нагрузочную способность схемы и стабильность соотношения нарастания и времени среза выходных импульсов в результате симметрии плеч двухтактного .выходного каскада формирователя.Регулировка времени нарастания и среза выходных имульсов осуществляется изменением режимных токов, например, путем включения между шинами регулирования времени нарастания 47 и среза 46 иобщей шиной 38 регулировочных переменных резисторов.Времена нарастания и среза определяются внутренними элементами схемы и практически не зависят от параметров управляющих сигналов. Для достижения высоких динамических характеристик формирователя (помимо соответствующей фаэировки транзисторов выходного каскада) необходимо выдерживать определенные соотношения режимных токов схеьы, гарантирующие отсутствие сквозных токов через первый 1 и второй 2 составные транзисторы при любых допустимых изменениях емкости нагрузки, напряжений источников питания (в процессе регулировки уровней выходных импульсов) и при регулировке временных параметров по шинам 46 и 47; Дпя отсутствия сквозных токов в выходном каскаде при формировании среза выходных импульсов отношение емкостей коллекторных переходов второго 4 и второго составного 2 транзисторов не должно превьппать отношения базовых токов этих транзисторов, Кроме того, при нулевом логическом сигнале на шине 39 потенциального управления должно обеспечиваться надежное насыщение второго транзистора 4, В результате использования в формирователе двухэмиттерноготранзистора 49, а также вследствие объединения эмиттерных цепей соответствующих транзисторов заданные соотношения токов выдерживаются в широком диапазоне изменения токов, что обеспечивает широкий диапазон регулировок времени нарастания и среза при высокой их стабильностии высокой экономичности формирователя.Для повышения стабильности временных параметров выходных импульсов формирователя при изменении тем.пературы и уровней выходных импульсов источник 41 опорного напряженияформирует опорное напряжение следующим образом,Ток, протекающий через восьмойрезистор 32, сравнивается с коллекторным током пятнадцатого транзистора 17 с помощью отражателя токана семнадцатом 19 и восемнадцатом20 транзисторах, Сигнал ошибки приразбалансе токов усиливается эмиттерным повторителем на .шестнадцатомтранзисторе 18, двадцатым транзистором 22, и подается на базу пятнадцатого транзистора 17 в противофазе.Соответствующим выбором площадейзмиттерных переходов седьмого 9,восьмого 1 О, девятого 11 и десятого12 транзисторов и двухэмиттерноготранзистора 49, а также второго 26,третьего 27, четвертого 28, пятого29, шестого 30 и седьмого 31 резисторов можно обеспечить необходимоесоотношение режимных токов в схемеформирователя приизменениях уровнейвыходных импульсов и температуры.Токоотводящий одиннаццатый резистор35 обеспечивает компенсацию температурьвго изменения коэффиЦиентовпередачи тока базы первого 1 и второго 2 составных транзисторов (суменьшением температуры коэффициенты усиления тока уменьшаются, поэтому для повьппения стабильности времени нарастания и времени среза выходных импульсов формирователя необходимо несколько увеличить режимные токи).Таким образом, в схемах формирователя обеспечивается необходимаязависимость режимных токов при изменекии температуры и напряжений источников питания, влияющих на изменение паразитных емкостей р-и-переходов, и значительно повьппаетсястабильность временных параметровформирователя импульсов управления,расширяется диапазон рабочих температур и диапазон регулировки уровней выходных импульсов,1 Единичный логический сигнал на 45 шине потенциального управления 39приводит к запиранию первого диода23, коллекторный ток четвертоготранзистора 6 обеспечивает отпирание второго диода 24 и третьего 5 и 50 шестого 8 транзисторов и перехватколлекторных токов четырнадцатого16 и тринадцатого 15 транзисторов,второй транзистор 4 и второй составной транзистор 2 запираются, кол 55 лекторный ток двенадцатого транзистора 14 в динамическом режиме определят время нарастания выходногоимпульса формирователя, При этомпервый составной транзистор 1 нахоВыполнение нагрузки эмиттерного повторителя на шестнадцатом транзисторе 18 в виде девятнадцатого тран 90501 бзистора 21 в диодном включении и девятого резистора 33 позволяет в результате обеспечения минимальногорежимного тока эмиттерного повторителя на шестнадцатом транзисторе 18,значительно превьппающего суммарныйток утечки между эмиттером и коллектором шестнадцатого транзистораэмиттерного повторителя 18 и коллек- Ю торных переходов транзисторов 9, 10,11, 12 и 9, исключить влияние этоготока утечки, который при высокомусилении транзисторов ИМС формирователя может резко снизить максималь ное рабочее напряжение схемы. Девятнадцатый транзистор 21 в диодномвключении обеспечивает температурную стабилизацию режима змиттерногоповторителя на транзисторе 18.20 При наличии на шине потенциального управления 39 нулевого логического сигнала первый диод 23 открыт,а второй диод 24, третий 5 и шестой8 транзисторы заперты. Коллекторные 25 токи тринадцатого 15, четырнадцатого16 транзисторов обеспечивают работувторого 4 и второго составного 2транзисторов в режиме насыщения: напряжение на выходной шине 48 форми- . ЗО рователя определяется напряжениемна второй шине 37 источников питания,При этом первый 3 и пятый 7 транзисторы 3 и 7 находятся в инверснойактивной области и благодаря наличию 35 переходов Шоттки, включенных параллельно коллекторным переходам, практически весь коллекторный ток четырнадцатого транзистора 16 протекаетв базу второго составного транзис 40 тора 2, определяя в динамическомрежиме время среза выходного импульса.90501 1Формула 10 20 25 35 40 50 55 7 12 дится в активном режиме и определяет напряжение на выходной шине 48. Пятый транзистор 7 отпирается и фик сирует потенциал на базе второго составного транзистора 2, что позволяет уменьшить зависимость времени задержки переключения от напряжения, на второй шине 37 источников, питания при регулировке соответствующего уровня выходных импульсов. Первый резистор 25, практически не влияющий на токораспределение в статическом режиме, образует с емкостью эмиттерного перехода шестого транзистора 8 интегрирующую цепочку, которая препятствует быстрым изменениям тока коллектора этого транзистора. В результате в момент появления на шине 39 потенциального управления сигнала "1" третий транзистор 5 отпирается полным током коллектора четвертого транзистора 6, а спустя некоторое время отношение коллекторных токов третьего и шестого транзисторов 5 и 8 устанавливается на уровне, определяемом отношением площадей эмиттерных переходов этих транзисторов. При этом ток пятого транзистора 7 ограничивается на вполне определенном уровне. Аналогично в момент появления на шине 39 потенциального управления сигнала "0" запирание третьего транзистора 5 происходит током насыщенного второго диода 24 и током коллектора шестого транзистора 8, выключение которого замедляется интегрирующей цепочкой. Таким образом, первый резистор 25 позволяет уменьшить задержки распроО 1 1 Остранения й д и с и, следоздо здвательно, дополнительно повысить быстродействие формирователя. Введение двадцать первого транзистора 51 позволяет в ф+1) раз уменьшить входной ток "0" (где р - коэффициент передачи тока базы двадцать первого транзистора 51), Третий диод 50 обеспечивает необходимый порог переключения формирователя, соответствующий стандартным уровням ТТЛ микросхем.Подключение к шине 44 управления опорным напряжением переменного резистора, параллельно либо восьмому резистору 32, либо семнадцатому транзистору 19 позволяет в широких пределах регулировать одновременно времена среза и нарастания выходных импульсов, так как это приводит кизменению потенциала на шчне 45 опорного напряжения и соответствующемуизменению режимных токов седьмого 9,восьмого 10, девятого 11, десятого12 и двухэмиттерного 49 транзисто -ров. изобретения 1, Формирователь импульсов управления, содержащий первый и второй составные, первый, второй, третий и четвертый транзисторы, первый и второй диоды, первый, второй, третий, четвертый и пятый резисторы, первую и вторую шины источников питания, общую шину и шину потенциального управления, генератор тока, вход которого соединен с первой шиной источников питания, выход соединен с эмиттером первого и коллектором третьего транзисторов, с базой которого соединен первый вывод первого резистора, коллектор первого составного транзистора соединен с первой шиной источников питания его база соедикена с коллектором второго транзистора, а его эмиттер соединен с коллектором второго составного транзистора и с выходной шиной устройства,эмиттеры второго и второго составного транзисторов соединены с второй шиной источников питания, а база второго транзистора - с коллектором первого транзистора, причемпервый и второй составные, первый,второй и третий транзисторы имеютструктуру п-р-п, а четвертый транзистор р-п-р, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью повышениябыстродействия, стабильности временных параметров выходных импульсовпри изменении параметров управляю 45 щих сигналов, регулировании временных парамеров выходных импульсови при измерении температуры, в неговведены с пятого по четырнадцатыйтранзисторы, двухэмиттерный транзистор, шестой и седьмой резисторы,управляемый источник опорного напряжения с первой и второй шинами питания, шиной управления опорным напряжением и шиной опорного напряжения, шина регулирования временисреза, шина регулирования временинарастания выходных импульсов, шинатокового управления, соединеннаяс эмиттером первого транзистора, сциального управления, катод второго диода соединен с базой третьего транзистора и коллектором шестого транзистора, база которого соединена с вторым выводом первого резистора, эмиттеры третьего и шестого транзисторов соединены с общей шиной, первая и вторая шины питания управляемого источника опорного напряжения соединены соответственно с первой шиной источников питания и общей шиной, шина опорного напряжения соединена с базами седьмого, восьмого, девятого, десятого и двухэмиттерного транзисторов, эмиттеры которых соединены с первыми выводами соответственно второго, третьего, четвертого, пятого, шестого и седьмого резисторов, вторые выводы второго, третьего, пятого и шестого резисторов соединены с шиной регулирования времени среза, вторые выводы четвертого и седьмого резисторов соединены с шиной регулирования времени нарастания выходных импульсов, коллекторы седьмого, восьмого, девятого и двухэмиттерного транзисторов соединены с базами соответственно одиннадцатого, четвертого, двенадцатого и тринадцатого транзисторов, эмиттеры которых соединены с первой шиной источников питания, причем пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый и двухэмиттерный транзисторы имеют структуру и-р-п, одиннадцатый, двенадцатый, тринадцатый и четырнадцатый транзисторы структуру р-п-р, в качестве генератора тока использован четырнадцатый транзистор, коллектор которого является выходом генератора тока1 эмиттер его входом, а база соедине 9 129 базой второго составного транзистора и с эмиттером пятого транзистора, коллектор которого соединен с второй шиной источников питания, а его база соединена с коллектором одиннадцатого транзистора, коллектор двенадцатого транзистора соединен с базой первого составного транзистора, база первого транзистора соединена с коллектором тринадцатого транзистора, коллектор четвертого транзистора соединен с анодами первого и второго диодов, катод первого диода соединен с шиной потен 0501 10на с коллектором десятого транзистора.2. Формирователь импульсов поп.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения стабильностивременных параметров выходных импульсов при изменении температуры,регулируемый источник опорного напряжения содержит пятнадцатый тран эистор структуры р-и-. р, шестнадцатый, семнадцатый, восемнадцатый,девятнадцатый и двадцатый транзисторы структуры и"р-п, восьмой, десяТый и одиннадцатый резисторы, при-.чем первый вывод восьмого резистора,эмиттер пятнадцатого транзистора,коллектор шестнадцатого транзистораУсоединены с первой шиной питания,эмиттеры семнадцатого, восемнадца того транзисторов, первые выводыдевятого, десятого, одиннадцатогорезисторов соединены с второй шинойпитания, база шестнадцатого, коллектор семнадцатого транзистора и второй вывод восьмого резистора соеди".нены с шиной управления опорнымнапряжением, коллектор пятнадцатоготранзистора соединен с базами семнадцатрго и восемнадцатого транзисторов с коллектором восемнадцатоготранзистора и вторым выводом одиннадцатого резистора, эмиттеры девятнадцатого и двадцатого транзисторовсоединены с вторыми выводами соответ" З 5 ственно девятого и десятого резисторов, коллектор двадцатого транзистора соединен с базой пятнадцатоготранзистора, шина опорного напряжения соединена с базой и коллекторомдевятнадцатого транзистора, базойдвадцатого транзистора и змиттеромшестнадцатого транзистора.3, Формирователь импульсов попп.1 и 2, о т л и ч а ю щ и й с я 45тем, что введены третий диод и двадцать первый транзистор структурыр-п-р, причем третий диод включенв разрыв между коллектором четвертого транзистора и анодами первого 50и второго диодов, анодом - к коллектору, база двадцать первого транэис"тора соединена с шиной потенциального управления, эмиттер соединенс коллектором четвертого транзистора, коллектор соединен с общей шиной.1290501 37 ФО и Составитель В.Пятецкийедактор Л.Пчелинская Техред М.Ходанич Корректор М.Демчик о зводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Заказ 7915/56 Тираж ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Р