Усилитель-формирователь импульсов

Усилитель-формирователь импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К 4ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.06.80 (23) 2975911/18-21 с присоединением заявки ЭЙ (23) П риоритет

Опубликовано 23.05.82. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 25,А5.82 (5! )М. Кл..

Н 03 К 5/01

3Ьеударстеенный квинтет сссе пе делам изобретений н еткритий (53) УЙК 621.373;.54 (088.8) (7l ) Заявитель (54) УСИЛИТЕЛЬ-ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к импупьсноя технике и может быть испопьзовано, например, в системах контроля динамических параметров интеграпьных микросхем.

Известен усипитепь-формироватепь, со5 .держаший канап регупировки нарастания и канап регулировки спада импульсов на транзисторах типа р-rl--р и т1-р-т1, перекпючатепь попярности выходных импупьсов и-импульсные диоды, а на входе

1О каждого канала вкпючена регупируемая линия задержки, а коппектор транзистора первого каскада каждого канапа подключен к источнику питания через перемен.ный резистор, средний вывод которого

15 соединен с базой транзистора спедуютцего иаскада, а выходы канапов подкпючены ,к общему контакту переключателя полярности выходных импульсов (11.

Недостаток устройства — ограничен20 ность диапазона его работы.

Наибопее близким техническим решением к изобретению явпяется усипитепьформироватепь импульсов, содержащий ф

/ поспедоватепьно соединенных перекпюча- ° тепей тока, в каждом из которых источник тока, два резистора нагрузки и коммутатор тока, два входа которых являют- ся соответственно первым и вторым вхо дами перекпючатепя тока, а два выхода . явпяются соответственно первым и вторым выходами перекпючатепя тока, параппепьно которым подключены два поспедоватепьно соединенные резисторы нагрузки, общая точка соединения которых подключена к третьему входу перекпюча тепя тока, выход источника тока подключен к третьему входу коммутатора, а вход источника тока явняется четвертым входом переключателей тока, которые одкпючены к первой шине аналогового управлении P2).

Недостатком устройства является ограниченность функциональных возможностей.

Цепь изобретения †;расширение функционапьных воэможностей .путем, расширения диапазона задания амплитуды и

93061 смещения базовой линии импульсов, задания импульсов попожительной и отрицатепьной полярности, программного задания значений дпитепьности фронта и среза импульсов и обеспечения постоянными заданных значений дпительности фронта и среза при изменении амплитуды и смещения в положительной и отрицательной обпастях.

Поставпенная цепь достигается тем, о что в усипитель-формироватепь импульсов, содержащий д последоватепьно соединенных перекпючатепей тока, каждый из которых состоит из источника тока, двух резисторов нагрузки и коммутатора 1 тока, два входа которых являются соответственно первым и вторым входами переключатепя тока, а два выхода являются соответственно первым и вторым выходами перекпючателя тока, параппепь но которым подключены два поспедовательно соединенные резисторы нагрузки, точка соединения которых подключена к третьему входу переключателя тока, причем выход источника тока подкпючен к третьему входу коммутатора тока, а вход каждого из источников тока явпяется четвертым входом соответствующего переключателя тока, подключенным к первой шине сигналов анапогового управления, введены формироватепь попярнос у и П управпяемых источников напряжения, выход каждого из которых подключен к третьему входу соответствующего перекпючатепя тока а вход — к первому вы1

35 ходу формирователя полярности, первый вход которого подкпючен к входной шине устройства, второй, третий и четвертый входы подкпючены соответственно ко второй, третьей и четвертой tl шинам сигналов аналогового управпения, а второ(и третий выходы формирователя поQpHocTH подключены к первому и второму входам первого из П перекпючатепей тока, причем управляющие входы каждого из

45 источников тока соединены с пятым входом соответствующего перекпючатепя тока и пятой шиной сигналов анапогового управления.

На фиг. 1 приведена структурная эпе50 ктрическая схема устройства; на фиг. 2— эпюры, поясняющие его работу.

Устройство содержит q перекпючатепей

1 тока, состоящих из коммутатора 2 тока, резисторов 3 и 4 нагрузки, источника 5 тока, управляемы и и сточ ник 6 напряжения, формирователь 7 попярности, входную

7 4 шину 8 устройства, шины 9 — 13 сигналов анапогового управпения.

Устройство работает следующим образом.

На шину 8 усилителя — формироватепя поступает сигнал (синусоидапьный ипи импульсный), из которого на выходе формируются прямоугопьные импульсы попожитепьной ипи отрицательной полярности с заданными значениями амплитуды, смешения базовой линии, длительностью фронта и среза. Длитепьность фронта и среза формируемого импульса определяется =2, „ С„+ С, ); Uí = э н (1) где UH - перепад напряжения (амппитуда импульсов), С(. — коэффициент передачи эмиттерного тока в коплекторнуюю . цепь;

J — ток эмиттера (источника 5);

Р И вЂ” сопротивление нагрузки (нагрузочные резисторы 3 и 4);

С вЂ” емкость нагрузки;

С вЂ” емкость колпекторного р-П перехода.

Из приведенной формулы видно, что (7 ) зависит от амппитуды импупьсов на нагрузочных резисторах 3 и

4, которая определяется током, задаваемым источником 5. Дпя уменьшения этой зависимости испопьзована.схема с несколькими поспедоватепьно соединенными каскадами переключателей 1 тока, количество rl которых определяется вепичиной тока, задаваемого оконечным каскадом в нагрузку, коэффициентом усиления по току К„, @ (с )и допустимыми искажениями формы импупьсов. Коэффициент усиления по току К„п g-ro каскада определяется соотношением токов 3 > и 3 источников 5 в (l1 -1)-м и П -м каскаде К П вЂ”,) /3п . Вепичина емкости

С< зависит от напряжения 0 х„ открытого транзистора коммутРгора, которое опредепяется напряжением управляемого источника 6 и амппитудой импупьса на нагрузочных резисторах 3 и 4.

При поступлении на шину .9 усипитепяформироватеня команды о задании отрицательной полярности выходных импульсов на втором и третьем выходах. формирователя 7 попярности сигналы имеют соответственно прямую и инверсную фор- > му (например, сигналы g и о фиг. 2) по отношению к входному сигнапу, поступающему на шину 8 усипитепя — формирователя. При поступпении команды о

5 93 положительной полярности сигналы на втором и третьем выходах формирователя 7 изменяют форму и имеют соответственно инверсную и прямую форму (например, сигналы а и б фиг. 2) по отношению к входному сигналу. Второй и третий выходы формирователя 7 полярности соединены соответственно с первым и вторым входами первого каскада переключателя 1 тока. Поэтому при изменении формь1 сигнала íà выходах формирователя 7 полярности сигнал на выходе усилителя-формирователя также будет изменять свою форму с прямой на инверсную или наоборот. Верхний уровень сигнала на выходе усилителяформирователя (при нулевом смещении базовой линии выходного импульса) мало отличается от уровня нулевого потенциала, а нижний меньше его на величину амплитуды импульсов (уровня сигналов а и б на фиг. 2). Импульс а (фиг. 2) имеет отрицательную полярность, а для получения импульса положительной полярности уровни импульса б (.фиг. 2) смещают в положительную область на величину амплитуды (импульс в на фиг, 2). Поэтому при поступлении на третью шину команды о положительной полярности импульсов на выходе усилителя-формирователя напряжения на первом выходе формирователя 7 полярности равно сумме напряжений задания амплитуды, которое поступает на шину

10, и задания смещения базовой линии, которое поступает на шину 11. Первый выход формирователя 7 полярности соединен со рходами П управляемых источников 6, напряжение последнего из которых смещает уровни импульса б (фиг. 2) на выходе усилителя- юрмирователя в положительную область на величину амплитуды.

Зависимость выходного тока J и в (p-1) управляемых источниках 5 тока от управляющего напряжения U >, которое смещено в отрицательную область и поступает на шину 13, выражается форму-. лой н по д Ца (2)

Одно из й1 значений коэффициента прес1браэования К > в (П -1) источниках 5 тока задается по шине 12. Начальное значение тока ало в (tl -1) источниках

5 тока различно. В последнем Й -ом источнике 5 тока величина выходного тока определяет амплитуду выходного импульса, поэтому в нем Д и = 0 и коэф06 17 б фициент преобразования К имеет только одно значение.

Зависимость выходного напряжения Ц и в управляемых источниках 6 напряжения от управлякяцего напряжения Ц у, по4 ступающего с первого выхода формирователя 7 полярности выражается формулой

U -Uo„+ B Uó (3)

10 где Ю„ — начальное значение. напряжения П -го управляемого источника 6 напряжения

B > - коэффициент преобразования

П -го управляемого источника

15 6 напряжения.

Последний f) -й управляемый источник 6 напряжения задает величину смещения базовой пинии импульсов на выходе усилителя-формирователя, а остальные (П-1) задают величину напряжения на нагрузочных резисторах 3 и 4, а следоt вательно и величину напряжения IJ открытого транзистора коммутатора.

Выполнение в (q-1)-м каскадах переключателей 1 тока источников 5 тока управляемыми, в которых зависимость выходного тока от управляющего напряжения задана выражением (2) (следовательно, зависимость коэффициента усиления току К < П каскада переключателя 1 тока от ампдитуды нелинейна), позволяет расширить диапазон задания амплитуды в области малых значений. При малых значениях амплитуды выходного сигнала в

35 (-П-1) предыдущих каскадах переключателей 1 тока определяется в основном величиной начального тока ЗПз и искажения формы прямоугольного импульса, которые. ограничивали нижнее значение

40 диапазона GRgRHHsl амплитуды B известного устройства, отсутствуют.

B области больших значений расши-. рение диапазона задания амплитуды и смешения базовой линии импульсов обес45 печивается введением управляемых источников 6 напряжении, которые отслеживают изменение амплитуды и смещения базовой линии, поддерживая значение напряжения U

50 транзистора в режим насы1цения или нарушения теплового режима, которые ограничивают верхнее значение диапазона задания амплитуды и смешения базовой, линии, отсутствует.

Задание импульсов положительной или отрицательной полярности обеспечивается введением формирователя 7 полярности и управляемых источников 6 напряжения.

Формула изобретения

Усипитепь-формироватепь импульсов, содержащий последовательно соединенных перекпючателей тока, каждый из которых состоит из источника тока, двух резисторов нагрузки и коммутатора тока, два входа которого являются соответственно первым и вторым входами переключатепя тока, а два выхода явпяются соответственно первым и вторым выходами переключателя тока, параппельно которым

40

Программное задание значений дпитець- ности фронта и среза импульсов обеспечивается выпопнением в (fl -1) каскадах переключателей 1 тока источников 5 тока управпяемыми, в которых программно

5 задается П1 значений коэффициента преобразования управпяюшего напряжения в ток, Задавая, разпичные коэффициенты преобразования, задают разцичные коэффициенты усиления k

Постоянство заданных значений дпитепьности фронта и среза при изменении амппитуды и смещения базовой линии импульсов в положитепьной, и отрицательной области обеспечивается введением управляемых источников 6 напряжения, которые поддерживают постоянным напряжение

U — открытого транзистора коммутатоК о ра, а спедоватепьно и величину емкости изменением которой в прото>типе обусловлена зависимость дпитепьности фронта и среза импульсов от амппитуды. подключены два поспедоватепьно соединенные резисторы нагрузки, точка соединения которых подкпючена к третьему входу перекпючатепя тока, причем выход источника тока подкпючен к третьему входу коммутатора тока, а вход каждого из источников тока явпяется четвертым входом соответствукяцего переключателя тока, подключенным к первой шине сигналов анапогового управления, о т и и ч а ю m и и с я тем, что, с целью расширения функционапьных возможностей, в него введены формирователь попярности и g управпяемых источников напряжения, выход каждого из которых подкпючен к третьему входу соответствующего переключателя тока, а вход— к первому выходу формирователя полярности, первый вход которого подключен к входной шине устройства, второй, третий и четвертый входы подкпючены. соответственно к второй, третьей и четвертой д шинам сигналов аналогового управпения, а второй и третий выходы формироватепя полярности подкпючены

-к первому и второму входам первого из Q перекпючатепей тока; причем управпяющие входы каждого из источников тока соединены с пятым входом соответствующего переключатепя тока и пятой шиной сигналов аналогового управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетепьство СССР

N 362444, кп. Н 03 К 5/12, 28. 12.7П.

2. Известия ВУЗов Литовской ССР

Радиоэлектроника-77, 1977, т. 13, с. 19П, рис. 1.

930617

° °

Составитель А. Горбачев

Реда к тор М. Данканич Техред 3. фанта Корректор Н. Стец . аказ 3 5 12/80 .Тираж 954 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113<35, Москва, Ж-, 35, Раушская наб., n. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, уп. Проектная, 4