Формирователь импульсов

Формирователь импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик . (" 970658 (6l ) Дополнительное к авт. снид-ву— (22)Заявлено 24.04.81 (21) 3280871/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Опубликовано 30.10. 82. Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 30. 10.82 (5I )М. Кл.

Н 03 К 3/53

Государственный комнтет оо делам нзобретеинй н открытнй (53) УДК621,374 (088.8) ф(»

- Р(,)

К. Я. Круминьш и P. Я. Сташа 1а

Г

I)

" -, Ъ

Институт электроники и вычислительной техники -AH Латвийской ССР (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к импульс- . ной технике и может быть использова- но в системах контроля логических устройств.

Известен генератор прямоугольных импульсов с плавно регулируемой амплитудой и шириной импульсов, выполненный на лампах и транзисторах (1 5.

Указанный генератор имеет фронты

«0,1 мкс, что совершенно недостаточно для тестирования быстродействующих логических устройств, например на элементах Джозефсона.

Известен формирователь импульсов с крутым фронтом и спадом, содержащий последовательно включенные генератор синусоидального сигнала, цепочку из параллельно соединенных диода и резистора, диод с накоплением заряда и формирующую линию (2 ).

Недостаток заключается в том, что он не обеспечивает возможности плавной регулировки амплитуды и ширины импульсов» что сужает его функцио2 нальные возможности. Кроме того, форма выходного импульса сильно отличается от прямоугольной.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем улучшения формы и обеспечения плавной регулировки амплитуды и длительности импульсов.

Поставленная цель достигается тем, что s формирователь импульсов, содержащий диод с накоплением заряда, соединенный с формирующей линией, введены усилитель-ограничитель, источник тока смещения и дополнительный диод, причем выходы усилителя -ограничителя и источника тока смещения подключены к диоду с накоплением заряда, дополнительный диод подключен к выходной шине, а к формирующей линии подключен согласованный резистор,20 обе обкладки линии соединены между собой элементом замыкания цепи тока смещения диода (например, индуктивностью или диодом), à в линии помеще 5

20

3 970658 но регулируемое активное сопротивление.

В качестве элемента замыкания цепи тока смещения диода включена индуктивность, а также включен диод.

Кроме того, в качестве скользящей перемычки включен переход-эмиттерколлектор транзистора, база которого подключена к источнику управляющего тока.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого формирователя;на.фиг. 2 то же, но в качестве управляемого сопротивления перемычки можно использовать переход эмиттер-коллектор тран-15 зистора, сопротивление которого меняется в зависимости от тока базы. . Формирователь (фиг. 1) содержит усилитель-ограничитель 1, на вход 2 которого поступают запускающие импульсы, Выход усилителя-ограничителя

1 подключен к диоду 3 с накоплением заряда, Кроме того, к диоду 3 подключен источник 4 тока смещения. Второй конец диода 3 подключен к входу формирующей линии 5.

В цепи выхода включен диод 6. Для обеспечения плавной регулировки амплитуды и ширины выходных прямоугольных импульсов в формирующую линию по- З0 мещена скользящая перемычка, редставляющая собой плавно регулируемое активное сопротивление 7. Конец линии нагружен резистором 8, величина сопротивления которого равна волновому сопротивлению линии 5. Обе пласти35 ны линии соединены между собой элементом 9 замыкания цепи тока смещения.

В качестве такого элемента может служить индуктивность или диод. В качестве элемента замыкания (фиг. 2) используется диод, а амплитуда выходных импульсов устанавливается управляющим источником тока. Формирователь работает следующим образом.

В исходном состоянии от источника тока 4 смещения через диод 3 с накоплением заряда, формирующую линию 5 и элемент 9 замыкания цепи тока смещения протекает ток смещения диода 3.

Под действием этого тока в диоде 3 накапливается некоторый заряд, величина которого определяется силой тока, протекающего через диод 3, и свойствами диода 3. Когда на вход запуска 2 усилителя-ограничителя 1 поступает запускающий импульс, на выходе усилителя-ограничителя 1 Фор4 мируетоя перепад напряжения с относительно пологим фронтом и плоской вершиной. Этот перепад напряжения имеет полярность, противоположную полярности протекающего через диод 3 тока смещения, и, таким образом, является для диода 3 запирающим напряжением

Так как диод 3 восстанавливает свое обратное сопротивление только через некоторое время задержки, зависящее от величины накопленного в диоде 3 заряда, то в начале воздействия запирающий перепад напряжения проходит через диод 3 и поступает на формирующую линию 5. Этот перепад заряжает формирующую линию 5. На выход устройства запирающий перепад не проникает, так как в цепи выхода включен диод 6 таким образом, что полярность его включения противоположна полярности запирающего напряжения.

4ерез время задержки, зависящее от величины накопленного в диоде 3 заряда, диод 3 резко восстанавливает свое обратное сопротивление. Это приводит к разрыву тока в цепи питания формирующей линии 5. Реакцией заряженной линии 5 на такой разрыв тока является скачок напряжения, появляющийся на входе линии. Так как этот скачок имеет полярность, совпадающую с полярностью включенного в цепи выхода устройства диода 6, то это напряжение поступает на выход устройства и является фронтом выходного прямоугольного импульса. Одновременно возникший на входе линии 5 скачок напряжения распространяется по линии до места расположения перемычки, представляющей собой плавно регулируемое активное сопротивление. В начале рассмотрения работы устройства допустим, что величина этого сопротивления установлена, равной нулю R n = О, т.е. линия имеет короткое замыкание. Тогда возникший на входе линии скачок напряжения в месте расположения перемычки, отражаясь, меняет свою полярность на противоположную и распространяется по линии обратно к входу линии. В результате этого процесса постоянный уровень сигнала на входе линии 5 и, следовательно, на выходе устройства существует до момента прихода на вход линии отраженного от конца перепада. Этот интервал времени является временем формирования плоской вершины выходного прямоугольного импульса.

9706

Так как отраженный от короткозамкнутого места линии скачок напряжения имеет полярность, противоположную полярности скачка напряжения, распространяющегося от входа. линии к ее s концу, то, распространяясь в обратном направлении, напряжение гасится.

Через двойное время задержки отрезка линии от ее начала до места расположения перемычки на входе линии посту" »О пает резкий спад напряжения, который служит спадом выходного прямоугольного импульса, Таким образом, предлагаемое устройство формирует прямоугольные импульсы с крутым фронтом и спа- 1S дом.

Плавная регулировка ширины импульса обеспечивается путем передвижения скользящей перемычки. Чем больше расстояние от входа линии до места распо-> » .ложения перемычки, тем больше ширина импульса. Для плавной регулировки амплитуды импульса меняют величину активного сопротивления скользящей перемычки R в пределах от нуля до волнового сопротивления Р линии. При этом амплитуда выходного импульса меняется в пределах от максимальной до нуля.

Выше уже был рассмотрен случай, 36 когда R„ = О, т.е. случай формироваб ния прямоугольного импульса максимальной амплитуды.

При В„= > после воздействия запи- з рающего напряжения на входе линии устанавливается напряжение, равное падению напряжения на сопротивлении перемычки. При резком восстановлении обратного сопротивления диода с на- ф» коплением заряда ток в цепи питания линии разрывается. Реакцией линии на такой разрыв тока является появление отрицательного скачка напряжения на входе линии. Но так как на входе линии из-за падения напряжения на сопротивление перемычки R уже находилось положительное напряжение, то возникший на входе линии отрицательный ска- чок напряжения и существующий до этого положительный уровень напряжения взаимно компенсируются. Распространяясь по линии отрицательный скачок напряжения разряжает линию и на линии устанавливается нулевой потенциал.

5S

Таким образом, несмотря на подачу запускающих импульсов, на выходе устройства напряжение все время остается равным нулю.

Если же величина сопротивления перемычки R„ èìååò некоторое промежуточное значение 0 < R „ < g, то падение напряжения на нее меньше, чем в случае, когда R „ = р . Тогда при разрыве тока питания линии, возникающий на входе линии скачок напряжения больше по амплитуде, чем падение напряжения на сопротивлении R . Так

tl как эти напряжения имеют противоположную полярность, то они вычитаются, и на выход устройства поступает резкий скачок этого разностного напряжения. Распространяясь по линии возникший скачок напряжения и существующее до этого в линии напряжение взаимно вычитаются. Достигая места расположения перемычки, фронт, отражаясь меняет свою полярность и распространяется обратно к входу линии, Часть сигнала проходит к концу линии, нагруженному резистором, величина сопротивления которого равна волновому сопротивлению линии. От конца линии волна не отражается, так как линия согласова- на с нагрузкой.

Отраженный от места расположения перемычки скачок распространяется обратно к входу линии и взаимно компенсируется с имеющимся на линии напряжением. После двойного времени задержки распространения сигнала от входа линии до места расположения перемычки на вход линии поступает спад напряжения. Этот спад является спадом формируемого прямоугольного импульса.

В качестве управляемого сопротивления перемычки можно использовать переход эмиттер-коллектор транзистора, сопротивление которого меняется в зависимости от тока базы (фиг. 2). Устройство работает так же, как известное устройство с той лишь разницей, что величину сопротивления перемычки меняют с помощью тока, подаваемого от источника управляющего тока 1О.

В формирователе удается получать выходные импульсы с фронтами порядка

0,2 нс при плавной регулировки амплитуды от 0 до 3 В и длительности от

0,5 до 2 нс при отсутствии спада плоской вершины и незначительных выбросах фронтов.

Формула изобретения

1. Формирователь импульсов, содержащий диод с накоплением заряда, сое7 970658 8 диненный с формирующей линией, о тл и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены усилитель-ограничитель, источник тока смещения и дополнительный диод, причем выходы усилителя-ограничителя и источника тока смещения подключены к диоду с накоплением заряда, дополнительный диод подключен к выходной шине, а к формирующей линии подключен согласованный резистор, обе обкладки линии соединены между собой элементом замыкания цепи тока смещения диода, а в линии помещено регулируемое активное сопротивление.

2. Формирователь по и. l, о т л и ч а ю шийся тем, что в качестве элемента замыкания цепи тока смещения диода включена индуктивность.

3. Формирователь по п, 1, о т л ич а ю шийся тем, что в качестве элемента замыкания цепи тока смещения диода включен диод, 4. Формирователь по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что в качестве скользящей перемычки включен переход эмиттер-коллектор транзистора, база которого подключена к источ. нику упоавпяющего тока.

Источники информации, принятые"во внимание при экспертизе

1. Приборостроение. 1979, N 9, с. 78-81 °

2. Патент ФРГ N 1276192, кл. Н 03 K 3/53, 1969.

97О658

Заказ 8422/74

Тираж 959 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

Составитель В. Шагурин

Редактор Н. Ковалева Техред С.Иигунова Корректор M. Лем ик ю