Генератор импульсов

Генератор импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<„,765986

К . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 140878 (21) 2653345/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (51)М. Кл.

И 03 К 3/281

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 23098р Бюллетень ¹ 35 (53) УДК 621. 373. 52 (088.8) Дата опубликования описания 230980 (72) Авторы изобретения

И.И.Дикарев и Г.И.Шишкин (71) Заявитель (54) ГEHEPATOP ИМПУЛЬСОВ

E Rg, "э = 1+ —, с

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники в качестве задающего "енератора импульсов низкой частоты. 5

Известен генератор импульсов, который содержит два инвертора на биполярных транзисторах разных типов проводимости, включенные по кольцевой схеме с одной непосредственной связью,10 и второй связью, образованной последовательно включенными элементами хронирующей RC-цепи (1g .

При закрытых транзисторах обоих инверторов перезаряд хронирующего 15 конденсатора осуществляется через открытый в это время третий транзистор, управляемый с выхода иэ инверторов.

Однако один из полупериодов колебаний формируется при напряжении на хрони- 20 рующем конденсаторе, близком к устано вившемуся значению, этим определяется сравнительно низкая стабильность частоты генератора. Другим недостатком данного устройства является or-. 25 раничение сопротивления хронирующего резистора режимом транзистора по постоянному току и, как следствие, сравнительно высокая частота генерации.

Этот недостаток схемы особенно прояв30

2 ляется при повышении требований к стабильности генератора в диапазоне температур и его габаритам, так как последние в этом случае определяются хронирующим конденсатором.

Известен также генератор импульсов, содержащий полевой и биполярный транзисторы, резисторы, конденсатор, диод (2j .

Автоколебательный режим в указанном генераторе достигается выбором напряжения смещения на затворе полево го транзистора (рабочей точки) в области активной работы. При подходе снаружи к границам этой зоны в устройстве действует положительная обратная связь и происходит ее переключение во второе квазиустойчивое состояние.

Ширину активной области можно определить по формуле где . В 0 — область изменения напряжеЭ ния на затворе,в пределах которой схема находится в активном режиме работы; напряжения питания, 765986 крутизна переходной характеристики полевого транзистора, коэффициент прямой подачи тока биполярного транзистора; й„ вЂ” коллекторная нагрузка биполярного тарнэистора, К вЂ” стоковая нагрузка полевого транзистора;

R8 — сопротивление резистора между стоком полевого тран- о зистора и базой биполярного транзистора.

Из анализа преведенной формулы следует, что практическая ширина активной области очень мала и составляет десят- 15 ки милливольт. Отсюда вытекает первый недостаток устройства, при изменении параметров элементов устройства в реальных условиях эксплуатации (при изменении напряжения питания, темпера- щ туры окружающей среды, старении элементов} велика вероятность выхода рабочей точки Из области активной работы устройства и срыв генерации.

Второй недостаток устройства, связанный с малой шириной области активной работы, заключается в том, что опрокидывание происходит вблизи установившегося значения напряжения на хронирующем конденсаторе, т.е. на пологом участке экспоненты. Этим опре-, 30 деляется низкая стабильность частоты генератора в условиях эксплуатации.

Целью изобретения является повы- шение эксплуатационной надежности и стабильности частоты генератора. 35

Для этого в генераторе импульсов, содержащем полевой и биполярный транзисторы, эмиттер биполярного транзис-. тора соединен с шиной источника., питания, коллектор — с одним иэ выво- 40 дов коллекторного резистора и через конденсатор — с затвором полевого транзистора, который через параллельную цепочку, состоящую из последовательно соединенных резистора и диода, соединен с реэистивным делителем, соединенным с общей шиной и с шиной источника питания, которая через резистор соединена с базой биполярного и со стоком полевого транзисторов, резистор, конденсатор, исток полевого транзистора соединен с другим выводом коллекторного резистора, а через параллельно соединенные резистор и конденсатор — с общей шиной.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Между полюсом источника питания 1 и общей шиной включен делитель, состоящий из резисторов 2-3, к средней точке которого подсоединен анод диода 4 и катод диода 5. Катод диода 4 через резистор 6, а анод диода 5 через резистор 7 соединены с резистором

8 и конденсатором 9. Другой конец резистора 8 соединен с затвором полево го транзистора 10, сток которого соединен через резистор 11 с полюсом источника питания и непосредственно с базой биполярного транзистора 12.

Эмиттер биполярного транзистора 12 соединен с полюсом источника питания

1, коллектор соединен с другим концом конденсатора 9 и через последовательно соединенные резисторы 13 и

14 — c общей шиной. Общая точка резисторов 13 и 14 соединена с истоком полевого транзистора 10 и через конденсатор 15 с общей шиной.

Генератор импульсов работает следующим образом.

При поступлении напряжения питания транзистор 10 открывается положительным напряжением, поступающим на его затвор с делителя, состоящего из резисторов 2 и З,через диод 4 и резисторы 6 и 8. Напряжение на его стоке уменьшается и вызывает открывание транзистора 12. При этом положительный скачок напряжения, равный напряжению питания, поступает через хронирующий конденсатор 9 и резистор 8 на затвор транзистора 10, и скачок напряжения, равный части напряжения, с некоторой задержкой поступает с общей точки резисторов 13 и 14 на исток полевого транзистора 10.

Конденсатор 9 начинает заряжаться через открытый транзистор 12, последовательно соединенные резистор 7, диод 5 и делитель на резисторах 2 и 3.

По мере заряда конденсатора 9 напряжение на затворе транзистора 10 уменьшается, стремясь к напряжению делителя на резисторах 2 и 3, напряжение на истоке уменьшается эа счет уменьшения тока истока, стремясь к напряжению делителя на резисторах 13 и 14. Когда. напряжение на переходе затвор-исток транзистора 10 достигает напряжения его отсечки, транзистор 10 закрывается и вызывает закрывание транзистора

12. Отрицательный скачок напряжения, равный напряжению питания, поступает на затвор транзистора 10, подтверждая его закрытое состояние. Напряжение на истоке скачком уменьшается практически до нуля. Конденсатор 9 начинает разряжаться через последовательно соединенные резисторы 13, 14, 6, диод 4 и делитель на резисторах

2 и 3. Напряжение на затворе в процессе разряда конденсатора 9 увеличивается, и при достижении на переходе затвор-исток напряжения отсечки схема опрокидывается, в результате транзисторы 10 и 12 открываются. Далее процессы в устройстве повторяются.

Значение, к которому стемится на-пряжение на затворе транзистора 10, равно напряжению делителя на резисторах 2 и 3:

Нз 0 з

Открывание транзистора 10 происходит при напряжении на затворе U> Uomc

765986

Составитель В.Бугров

Редактор О.Стенина Техред A.Ùåïàíñêàÿ Корректор E.Ïàïï

Заказ 6526/52 Тираж 995 Подписное, ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная, 4 где 0 — напряжение отсечки полево.

ro транзистора. Закрывание транзистора 10 происходит при напряжении на затворе

"о пс + 0 з,и где Uä>< — напряжение на выходе делителя на резисторах 13 и 14. 5

Разность между напряжениями U и

Ч и" (U ) характеризует удаленность рабочей точки схемы от области ее активной работы и тем самым определяет диапазон взаимных перемещений рабочей (0 точки и границ области активной работы в условиях эксплуатации (надежность функционирования схемы); крутизну экспоненциальной зависимости U> = 0з() в точке опрокидывания схемы (стабильность частоты колебаний).

Выбором номиналов сопротивлений резисторов 2,3 и 13,14 можно выбрать такой режим работы схемы, когда ее рабочая точка при формировании каждого из полупериодов удалена на одинаковые расстояния от области активной работы, при этом в схеме реализуется максимальная стабильность частоты. Условие оптимальной настройки .схемы:

Формула изобретения

Генератор импульсов, содержащий полевой и биполярный транзисторы эмиттер биполярного транзистора соединен с шиной источника питания,,коллектор — с одним из выводов коллекторного резистора и через конденсатор — с затвором полевого транзистора, который через параллельную цепочку, состоящую иэ последовательно соединенных резистора и диода, соединен с реэистивным делителем, соединенным с общей шиной и с шиной источника питания, которая через резистор соединена с базой биполярного и со стоком полевого транзисторов, реэектор, конденсатор, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности и стабильности частоты, исток полевого транзистора соединен с другим выводом коллекторного резистора,а через па.раллельно соединенные резистор и конденсатор — с общей шиной,.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании 9 128970 1 кл. Н 03 К 3/281, опублик. 1972.

2. Авторское свидетельсТво СССР

° Р 422080, кл. Н 03 К 3/281, 1974 (прототип).