Формирователь импульсов

Формирователь импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ())) 81994 (61) Дополнительное к авт. санд-ву— (22)Заявлено 07.05.79(21) 2763570/18-21 с присоединением заявки М (23) ПриоритетОпубликовано 07 04 81 Бюллетень М 13

Дата опубликования описания 10.04.81 (51)М. Кл..

Н 03 К 5/01

Гооудврствоиный ооиотот

СССР во делам озобретоной в открытой (53) УД К 621.374. .47(088.8) (72) Автор изобретения

В. А. Милошевский (71) Заявитель (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к импульсной текнике и может быть использовано цля формирования импульсов, амплитуца которых превышает напряжение источника питания.

Известен формирователь импульсов, содержащий входной транзистор и цепь умножения, состоящую из И последовательно включенных ячеек, каждая из ко-. торых содержит транзистор, конденсатор ) .10 и циоц (1 J B данном формирователе амплитуда выходного импульса не более, чем в И +1 раз превышает напряжение, питающее формирователь.

Известен формирователь который соцержит вхоцной транзистор и И ячеек, в каждую из которык:входит конденсатор, диоц, резисторы, а также ключевой и управляющий транзисторы. При этом эмиттер входного транзистора подключен непосредственно к заземленному полюсу источника питания, а коллектор через заряжающий резистор соецинен с неэаземленным полюсом источника питания. В каждой из. И ячеек, кроме первой; первая и вторая обкладки конденсатора подключены соответственно через диод к первой обкладке конденсатора и непосредственно— к коллектору ключевого транзистора, входящих в прецшествующую ячейку. Первая и вторая обклацки конденсатора, входяще.го в первую ячейку соответственно поц 4 ключены через диод к незаэемленному полюсу источника питания и непосрецственно к коллектору входного транзистора. Коллектор управляющего транзистора кажцой, кроме первой, ячейки подключен к базе ключевого транзистора этой же ячейки, Эмиттер кажцого такого управляющего транзистора соединен с первой обклацкой конценсатора предшествующей ячейки.

Коллектор управляющего транзистора, вхоцящего в первую ячейку, атоцключен через резистор к базе ключевого транзистора этой же ячейки. Эмиттер управляющего транзистора, вкодящего в первую ячейку, соединен непосредственно с незаэемленным полюсом источника питания.

819942

База управляющего транзистора каждой из И ячеек, входящих в формирователь импульсов, подключена через шунтирующий резистор к эмиттеру того же транзистора и через базовый резистор ко второй обкладке конденсатора, входящего в ту же ячейку..Эмиттер ключевого транзистора каждой из И ячеек подключен к эмиттеру входного транзистора, вкодяшего в ту же ячейку. А коллектор каждого ключевого транзистора через ограничивающий резистор подключен к первой обкладке конденсатора той же ячейки (2).

Данный формирователь имеет недостаточный КПД.

Целью изобретения является увеличение

КПД.

Укаэанная цель достигается тем, что в формирователе импульсов, содержащем два выходных транзистора с базовыми ре- 20 зисторами и диод, а также }l ячеек, в каждую из которых входят ключевой, зарядный и управляющий транзисторы, два диода, конденсатор и резисторы, причем эМиттеры первого выкодного и всех клю- 25 чевых транзисторов подключены к шине нулевого потенциала, эмиттер каждого, кроме последнего, зарядного транзистора через конденсатор соединен с первым диодом той же ячейки и с коллектором за- 30 рядного и эмиттером управляющего транзисторов последующей ячейки, эмиттер последнего транзистора через конденсатор подсоединен к первому диоду той же ячейки, а также к коллектору. и базовому ре35 зистору второго выходного транзистора, эмиттер которого через диод, а база непосредственно подключены к коллектору первого транзистора, коллектор зарядного и эмиттер управляющего транзисторов пер40 вой ячейки соединены с шиной питания, другой вывод первого диода каждой ячейки подключен к коллектору зарядного транзистора той же ячейки, а базовый резистор ключевого транзистора каждой ячей45 ки подключен к коллектору управляющего транзистора предыдущей ячейки, в каждой ячейке базовый резистор управляющего транзистора подключен к базе зарядного и коллектору ключевого транзисторов, второй диод включен между базой зарядного транзистора и точкой соединения его ....: эмиттера с обкладкой конденсатора, дру- гая обкладка которого через резистор соединена с базой этого же транзистора, при этом базовый резистор первого выход- 55 ного транзистора подключен к коллектору управляющего транзистора предпоследней ячейки.

На чертеже приведена принципиальная схема формирователя.

Он содержит ячейки 1 4 — 1 «и, в которые входят ключевые 2 -2 заряд е ные 34 и 3 и управляющие 4 - 4n f транзисторы "первые" 5. — 5 р .и вторые 64 — 6, диоды, конденсаторы

7 - 7> и резисторы 8 4- 8 2 - 1 0 410 „, Кроме того, в формирователь входят первый 11 и второй 12 выходные транзисторы, диод и резисторы 14 и 15.

При этом эмиттеры транзистора 11 и каждого ключевого транзистора 2 „- 2 „ подключены к шине нулевого потенциала.

Эмиттер каждого, кроме последнего, зарядного транзистора 3 „ через конденсатор 7 „- соединен с первым диодом 5 „. той же ячейки, а также с коллектором зарядного 3 + и с эмиттером управляющего 4 + транзистора, вкодящик в последующую ячейку. Эмиттер последнего зарядного транзистора 3 через конденсатор 7 и подсоединен к первому диоду

5 той же последней ячейки. Кроме того, он подключен к коллектору транзистора 12 и к базовому резистору 14 этого транзистора. Эмиттер транзистора 12 через диод 1 3, а база непосредственно подключены к коллектору транзистора 11.

Коллектор транзистора 3 и эмиттер транзистора 4 „ первой ячейки соединены с шиной питания + . Другой вывод первого диода 5 „каждой ячейки подключен к коллектору зарядного транзистора

3 4 той же ячейки, а базовый резистор

10 j ключевого транзистора 2 „ каждой ячейки подключен.к коллектору гранзистора 4ц 43 предыдущей ячейки. В каждой, кроме последней, ячейке базовый резистор

8 „транзистора 4 „. подключен к базе транзистора 3 „ и к коллектору транзистора 2 „. той же ячейки. Второй диод 6- в каждой ячейке включен между базой транзистора 3 той же ячейки и точкой соединения его эмиттера с обкладкой конденсатора 7 „, другая обкладка которого через резистор 9 „. соединена с базой этого же транзистора. При этом базовый резистор 15 транзистора 1 1 подключен к коллектору транзистора 4 предпоследней ячейки.

Работает предлагаемый формирователь импульсов следующим образом.

При наличии на базе транзистора 2 положительного потенциала оН открыт и насыщен. В результате этого закрыт транзистор 3 „открыт и насыщен транзистор

4 . Последний поддерживает открытым

819042

20 щим эмиттером. 3S

Транзисторы 4 4 и 2 > закрываются, и потенциал базы транзистора 3 начинает повышаться, что приводит к открыванию транзистора 3 g, При этом потенциал катоцов диодов 5 - 5 g становит- 4О ся близким к +4E, если выполняются соотношения (2) 11

7- 2. .- 7-1

1"-3

К ( (З-z

9-2 д» л

2 л

3-1 "=3 9-1 <=4 0-1 З-2

9-2 10-3 Ь

9-2..9- >

Рассуждая подобным образом,.йолуча м, что амплитуда импульсов на коллекторе транзистора 12 близкч к Е 2 >, если и насыщенным транзистор 2 g, который, в свою очередь, поддерживает закрытым транзистор 3 и насыщенным транзистор

4 >. При этом остальные транзисторы

2, 4 и транзистор 11 насыщены, а осталь- $ ные транзисторы 3 и транзистрр 1 2 закрыты. Потенциал на эмиттере транзистора 12, т. е. на выходе формирователя импульсов, поддерживается близким к О, а каждый конденсатор 7 заряжен до напряжения, близкого к напряжению Е источника питания.

При поступлении на базу транзистора

2 4 управляющего сигнала (нулевого потенциала) этот транзистор закрывается, и потенциал базы транзистора 3 повышается, что приводит к открыванию транзистора 3 „. При этом потенциал катодов всех диодов 5 становится близок к 2Е, если выполняется соотношение (1)

> >

+-> 7-1

> =2.

8 -„

9л4 " -1 " 1 " л

Х вЂ”. 2 -Kа ++а + +— 2$

1=3. 9-1 >=3 "0 .И .1

9-.> о-2 В где С и К вЂ” емкость и сопротивление элементов устройства со- 30 ответственно;

 — коэффициент передачи тока транзистором. при включении его по схеме с обпри всех ) таких, что 1 j И, выполняется условие (3) и

3)) :", 7 3(б)

7 1 >л1

К .(n q n q ., 2 л — +2; + +

»>н 9 1 i- И 9 Ю => и 01 4 1 )

1 >R„

Ь

9- 0-(3 >) и (+„)

R >2,»,; > (й и)

9- 9 ()-1!

При этом амплитуда импульсов на нагрузке также близка к E 2, если выполняИ ется условие (4)

H 0 /4 > 1=л

> в-и (4)

Ъ-И

Следует отметить, что если скважность выходных импульсов достаточно мала, так что в промежутках между импульсами конденсаторы разряжаются лишь незначительно, то формирователь может функционировать описанным образом даже если условие (За) не выполняется.

На основании приведенных соотношений можно получить, что во время подачи на нагрузку Рн импульса амплитудой

E 2 мощность, рассеиваемая в формиИ рователе, составляет

Pч ф М где Є— мощность, выделяемая в нагрузке при напряжении на ней, равном Е 2

В промежутках между Bb> KogH bIM 8 импульсами в рассматриваемом формирователе импульсов рассеивается мощность .(2 f

=p t ф Н (<00 t)6 7 В, Из последнего выражения видно, что если обеспечить 8<<>) S> (чего можно достичь, например, эа счет того, что в ка» честве второго выходного транзистора и использовать составной транзистор), то

P - " . (6)

78

На основании выражений (5) и (6) получаем для КПД формирователя следующее . соотношение: — + "->

8 78 7 Sy где e — скважность выходных импульсов формирователя.

8i0042

Составитель И. Радько

Редактор Л. Утехина Техред М.Кощтура Корректор Л. Иван

Заказ 1261/35 Тираж 988 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делм изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Из выражения (7),видно, что если О много меньше, чем 7 Â, то KHQ формирователя импульсов близок к 1. Так, например, если В =50, 9 20, то

КПД " 0,93.

Таким образом КПД предлагаемого формирователя близок к 1 и значительно превышает КПД известных формирователей, имеющих ту же амплитуду выходного импульса при этом же напряжении источника питания.

Формула изобретения

Формирователь импульсов, содержащий два выходных транзистора с базовыми резисторами и диод, а также М ячеек, в

/ каждую из которых входят ключевой,, зарядный и управляющий транзисторы, цва диода, конденсатор и резисторы, причем эмиттеры первого выходного и всех ключевых транзисторов подключены к шине нулевого потенциала, эмиттер кажцого, кроме послецнего, заряцного транзистора через конденсатор соединен с первым диодом той же ячейки, а также с коллектором зарядного и эмиттером управляющего транзисторов последующей ячейки, эмиттер последнего зарядного транзистора через конденсатор соединен с первым, диодом той же ячейки, а также с коллектором и базовым резистором второго выходного транзистора, эмиттер которого через диод, а база непосредственно подключены к коллектору первого выкоцного транзистора, коллектор зарядного и эмиттер управляющего транзисторов первой ячейки соецинены с шиной питания, qpyгой вывод первого циоца каждой ячейки поцключен к коллектору заряцно о транзистора той же ячейки, а базовый резисщ тор ключевого транзистора каждой ячейки подключен к коллектору управляющего транзистора предыдущей ячейки, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уве» личения КПД формироватечя, в кажцой ячейке базовый резистор управляющего транзистора подключен к базе зарядного и коллектору ключевого транзисторов, второй диод включен межцу базой зарядного транзистора и точкой соединения .его эмиттера с обклацкой конденсатора, 20 другая обклацка которого через резистор соединена с базой этого же транзистора, при этом базовый резистор первого выхоцного транзистора подключен к коллектору управляющего транзистора предпослед25 ней ячейки.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

30 № 445 1 3 8, кл. Н 03 К 5/0 1 1 9. 09. 7 2.

2. Авторское свицетельство СССР по заявке ¹ 2572479/18-21, кл. Н 03 К 5/01, 24..01.78 (прототип).