Пороговое устройство /его варианты/

Пороговое устройство /его варианты/

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Ф" )) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. спид-ву

1 (22) Заявлено 120280 (21) 2879698/18-21 ($ $ ) М. Кл. з

Н 0 3 К 5,. 8

G 05 В 1/пi с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 070382. Бюллетень ¹9 (53) УДК 621. 374. .33(088.8) Дата опубликования описания 070382 (72) Авторы изобретения

К.К. Васильев и А.Г. Ташлинский

t к", .л р (1

Ульяновский политехнический институт (71) Заявитель (54 ) ПОРОГОВОЕ УСТРОЙСТВО (ЕГО BAPHAHThI) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при построении аналого-цифровых преобразователей °

Известны Пороговые устройства, содержащие туннельный диод, катод которого подключен через два резистора с входной клеммой, транзистор и конденсатор (1).

Недостатком таких устройств является наличие гистереэиса.

Наиболее близким к предлагаемому является пороговое устройство, содержащее два туннельных диода (2).

Недостатком известного устройства является наличие гистереэиса..

Цель изобретения — устранение гистерезиса. ,цля достижения поставленной цели в пороговое устройство, по первому варианту, содержащее два туннельных диода, введены диоды, катушки индуктивности и перестраиваекый генератор тока, при этом аноды первого туннельного диода, первого и третьего диодов и выход перестраиваемого генератора тока объединены и подключены к вхо„.-.oA и выходной шинам, а катод первого туннельного диода подсоединен непосредственно к аноду второго туннельного диода, через первую катушку индуктивности к катоду первого диода; а через последовательно соединенные второй диод и вторую катушку индуктивности к. шине нулевого потенциала, подключенной к катоду второго туннельного диода, причем катод третьего диода подключен к источнику смещения.

По второму варианту в пороговое устройство, содержащее два туннельных диода, введены диоды и перестраиваемый генератор тока, при этом аноды первого туннельного диода, первого и третьего диодов и выход перестраиваемого генератора тока объединены и подключены к входной и выходной шинам, а катод первого туннельного диода подсоединен непосредственно к катоду третьего диода, аноду второго туннельного диода и аноду второго диода, катодом подключенного к шине нулевого потенциала, причем катод третьего диода подключен к источнику смещения.

На фиг. 1 изображена принципиаль- . ная схема порогового устройства,первый вариант; на фиг. 2 - то же, второй вариант; на фиг. 3 — временЗО иые диаграмьы, поясняющие работу I

911705 порогового устройства; на фиг. 4 вольт-амперная характеристика туннельного диода.

Пороговое .устройство (фиг. 1) состоит из туннельных диодов 1 и 2, диодов 3 — 5, катушек 6 и 7 индуктивности и перерастраиваемого генератора 8 тока. Аноды туннельного диода 1 и диодов 3 и 5, а также выход перестраиваемого генератора 8 тока объединены и являются входом и. 10 выходом пороговоГо устройства.

Катод туннельного диода 1 соединен с анодом туннельного диода 2 и через диод 4 и катушку индуктивности 7 — с шиной нулевого потенциала, к которой подключен и катод туннельного диода 2 .. Катод диода 5 подключен к источнику смещения.

Пороговое устройство (фиг. 2) состоит из туннельных диодов 9 и

10, диодов 11 — 13 и перестраиваемого генератора 14 гока. Аноды туннельного диода 9 и диодов 11 и 13, а также выход перестраиваемого генератора 14 тока. объединены и являются входом порогового устройства.

Катод туннельного диода 9 соединен с катодом диода 11 и анодами туннельного диоца 10 и диода 12, катоды которых соединены с шиной нулевого потенциала, а катод диода 13 подключен, к источнику смещения.

Пороговое устройство по первому варианту работает следующим образом.

Туннельные диоды 1 и 2 имеют. близкие по величине пиковые точки

I. и идентичные вольт-амперные ха- . рактеристики. Диоды 3 — 5 имеют напряжение отпирания U меньше .напряжения впадины на вольт-амперной характеристике туннельного диода 40 (фиг. 1).

На катоде диода 5 создано напряжение смещения Ugy, таким образом, чтобы суммарное напряжение было меньше напряжения раствора туннель- 45 ных диодов 1 и 2. Перестраиваемый генератор тока вырабатывает ток Х,, величина и направленне которого обеспечивают требуемый порог срабатывания порогового устройства. 50

Если ток I> = ?в„— I>z не превышает величины Iä, он полностью проходит через туннельные диоды 1 и 2, поскольку диоды 3 — 5 закрыты. При этом на выходе порогового устройства низкий выходной потенциал (У8» < U„, где Бя — напряжение пика).

При превышении I величины I срабатывает один из туннельных диодов, допустим туннельный диод ). Между нулевой и выходной шинами возникает перепад напряжения, диоды 3 и 5 открываются, отводя часть тока из туннельного диода 1, вследствие чего напряжение на туннельном диоде начи- 65 нает спадать, причем скорость спада определяется величиной катушки 6 индуктивности. При этом с той же скоростью происходит следующее перераспределение тока I . В момент переброса туннельного диода 1 ток I+ протекает полностью через него. В первый момент после переброса ток

I распределен между диодом 5 и туннельным диодом 1. Далее, эа счет напряжения на туннельном диоде 1, происходит увеличение тока в цепи диод 3 — катушка 6 .индуктивности туннельный диод 2 и уменьшение тока в цепи диода 5. Выходное напряжение при этом остается несколько большим

Upr,, но постепенно уменьшается за счет шунтирования цепи катушки 6 индуктивности. В момент времени, когда выходное напряжение снизится до У диод 5 закрывается и весь,ток I протекает через туннельный диод 2,. параллельно соединенный диод 1 и цепочку диод 3 — катушка 6 индуктивности. Этим создаются необходимые условия для срабатывания туннельного диода 2,,так как весь ток I проте- . кает через этот диод. Туннельный диод 2 срабатывает и на нем возникает перепад напряжения,шунтирующийся частично диодом 5. Поскольку ток в цепи катушка индуктивности 6 — диод

3 в силу наличия инерционного звена изменяется относительно медленно, в первый момент после возникновения скачка напряжения на туннельном диоде 2 ток в диод 5 ответвляется из туннельного диода 1, что ускоряет его обратное срабатывание. Когда напряжение на .туннельном диоде 1 станет меньше Uo диод 3 закроется, весь ток I начнет протекать.через туннельный диод 1, он срабатывает . и т.д.

В течение процесса генерации на выходе порогового устройства поддерживается напряжение Бgb - Псм + По близкое к постоянному. Генерация продолжается до тех пор, пока ток I> не станет меньше величины

I, после чего очередной туннельный диод не сработает и на выходе порогового устройства. установится низкий выходной потенциал.

Диод 5, кроме функций предотвращения одновременного срабатывания туннельных диодов и отвода излишнего входного тока, стабилизирует выходное напряжение порогового устройства.

Пороговое устройство по второму варианту работает аналогичным образом, с той разницей, что ток через диоды 11 и 12 (фиг. 3) в силу отсу ствия инерционного звена нарастает со скоростью, определяемой быстродействием самих диодов, чславливая

9) ) 705 тем самым большую частоту генерации и соответственно меньшее время выключения.

Устранение гистерезиса в предлагаемых пороговых устройствах достигается тем, что порог включения и выключения в них определяется одной и той же величиной пикового тока.

Пороговые устройства По обоим вариантам имеют одинаковое время включения, однако пороговое устройство, по первому вари ан ту более ст абил ьно в работе, а по второму — имеет меньшее (по сравнению с первым) время выключения.

Формула изобретения

1. Пороговое устройство, содер.— жащее два туннельных диода, о т л и- 20 ч а ю щ е е с я тем, .что, с целью устранения гистерезиса, в него введены диоды, катушки индуктивности и перестраиваемый .генератор тока, при этом аноды первого туннельного дио- 5 да, первого и третьего диодов и выход перестраиваемого генератора тока, объединены и подключены к входной и выходной шинам, а катод первого туннельного диода подсоединен непо- () средственно к аноду второго туннельного диода, через первую катушку индуктивнести к катоду первого диода, а через последовательно соединенные второй диод и вторую катушку индуктивности к шине нулевого потенциала, подключенной к катоду второго туннельного дирда, причем катод третьего .диода подключен к источнику смещения.

2. Пороговое устройство, содержащее два туннельных диода, о т л иа ю щ е е с я тем, что, с целью устранения гистерезиса при уменьшении времени выключения, в него введены диоды и перестраиваемый генератор тока, при этом аноды первого туннельного диода, первого и третьего диодов и выход перестраиваемого генератора тока объединены и подключены к входной и выходной шинам, а катод первого туннельного диода подсоединен непосредственно к катоду третьего диода, аноду второго туннельного диода и аноду второго диода, катодом подключенного к шине нулевого потенциала, причем катод третьего диода подключен к источнику смещения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 586561, кл. Н 03 К 5/23, 02.04.75.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 337732, кл. G 01 R 25/04,17.03.70 (прототип).