SU1661970A1 - Генератор импульсов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики как стабильный генератор коротких импульсов. Целью изобретени   вл етс  повышение стабильности частоты следовани  выходных импульсов при изменении напр жени  питани  и температуры. Цель достигаетс  путем компенсации дестабилизирующих факторов с помощью введенных интегрирующего транзистора 1 N - P - N-типа, первого 7, второго 8 и третьего 9 диодов, четвертого 13, п того 15, шестого 4 и седьмого 14 резисторов. При этом первым выводом первый резистор 12 соединен через второй резистор 11 с шиной 17 питани , через диод 8 с выходной шиной 18 и через коллекторно-эмиттерный переход транзистора 6 с шиной 17 питани  и через третий резистор 16 с общей шиной 19, а через диод 7 с базой транзистора 5, котора  через четвертый резистор 13 соединена с эмиттером транзистора 5 и через седьмой резистор 14 - с коллектором интегрирующего транзистора 1. Коллектор интегрирующего транзистора 1 через врем задающий конденсатор 2 соединен с его базой, котора  через шестой резистор 4 и переменный резистор 3 соединена с шиной 17 питани , через коллекторно-эмиттерный переход транзистора 10 - с общей шиной 19. База транзистора 10 через п тый резистор 15 соединена с выходной шиной. При этом коллектор транзистора 5 соединен с базой транзистора 6, а третий диод 9 соединен катодом - с общей шиной, а анодом с вторым выводом первого резистора 12. 2 ил.

Description

общей шиной 19. База транзистора 10 че- резистора 12. 2 ил.

Изобретение относитс  к импульсной технике, к классу релаксационных генераторов и может быть использовано в различных устройствах автоматики как стабильный генератор коротких пр моугольных импульсов .

Целью изобретени   вл етс  повышение стабильности частоты следовани  выходных импульсов при изменении напр жени  питани  и температуры путем компенсации дестабилизирующих факторов .

На фиг. 1 приведена электрическа  принципиальна  схема генератора импульсов; на фиг.2 - эпюры напр жений на первой Ucl и второй UC2 обкладках конденсатора.

Генератор импульсов содержит интегрирующий транзистор 1, конденсатор 2, переменный 3 и токоограничительный А резисторы, регенеративный ключ, выполненный на транзисторах 5 и 6, диоды 7-9, транзистор 10, делитель напр жени  на резисторах 11 и 12, резисторы 13-16,шину 17 питани ,выходную шину 18 и общую шину 19.

Эмиттеры транзисторов 1 и 10 соединены с общей шиной 19, коллектор транзистора 10 - с базой транзистора 1, первой обкладкой конденсатора 2 и первым выводом резистора 4, второй вывод которого через переменный резистор 3 соединен с шиной 17 питани , Коллектор транзистора 1 соединен с второй обкладкой конденсатора 2 и через резистор 14 - с эмиттером транзистора 5. Первый вывод резистора 12 через резистор 11 соединен с шиной 17 питани , первый вывод резистора 16 соединен с общей шиной 19. Коллектор транзистора

6соединен с выходной шиной 18, с вторым выводом резистора 16,с анодом диода 8 и через резистор 15 с базой транзистора 10. Эмиттер и база транзистора 6 соединены соответственно с шиной 17 питани  и коллектором транзистора 5, база которого соединена с катодом диода 7 и через резистор 13с эмиттером транзистора 5. Анод диода

7соединен с катодом диода 8 и с первым выводом резистора 12, второй вывод которого соединен с анодом диода 9, катод которого соединен с общей шиной 19.

Генератор импульсов работает следующим образом.

При подаче питающего напр жени  на

шину 17 питани  в цепи: резистор 11, диод 7, база-эмиттерный переход транзистора 5, резистор 14, конденсатор 2, база-эмиттерный переход транзистора 1 по вл етс  ток,

открывающий транзисторы 1 и 5. Коллекторный ток транзистора 5 открывает транзистор 6, возникает лавинообразное включение транзисторов 5 и 6, на выходной шине 18 по вл етс  напр жение. Начинаетс  процесс формировани  выходного им- . Током, протекающим через резистор 15, открываетс  транзистор 10 и соедин ет первую обкладку конденсатора 2 и базу транзистора 1 с общей шиной 19,

закрыва  тем самым транзистор 1. Напр жение на первой обкладке конденсатора уменьшаетс  практически до нул  (фиг.2, участок а). На выходной шине 18 формируетс  крутой фронт нарастающего напр жени .

Напр жение на выходной шине 18 становитс  практически равным напр жению питани  устройства. Конденсатор быстро зар жаетс  через сравнительно малое сопротивление резистора 14 (фиг.2, участок б) до напр жени , которое ниже напр жени  .питани  на величину суммарного падени  напр жени  на база-эмиттерном переходе транзистора 5, пр мосмещенных диодах 7 и

5 8 и на участке эмиттер-коллектор насыщенного транзистора 6.

Наступает момент, когда ток зар да конденсатора прекращаетс , транзисторы 5 и 6 регенеративного ключа лавинообразно

0 закрываютс , напр жение на выходной шине 18 быстро спадает до нул , заканчиваетс  процесс формировани  выходного импульса. Диод 7 и резистор 13 улучшают услови  закрывани  транзистора 5.

5 Транзистор 10 быстро закрываетс , напр жение на его коллекторе скачком увеличиваетс  от нул  до напр жени  открывани  база-эмиттерного перехода транзистора 1 (фиг.2. участок в). Скачок напр жени  передаетс  через конденсатор на эмиттер транзистора 5 с той же амплитудой (фиг.2, участок г).

Транзистор 1 из закрытого состо ни  переходит в линейный режим. Конденсатор начинает разр жатьс  через участок коллектор - эмиттер транзистора 1, источник питани  устройства и суммарное сопротивление резисторов 3 и 4 (фиг.2, участок d). При этом обеспечиветс  высока  степень посто нства разр дного тока конденсатора , что в свою очередь, обеспечивает стабильность паузы между импульсами.

По мере разр да конденсатора напр жение на его второй обкладке уменьшаетс . Когда это напр жение станет меньше напр жени , задаваемого делителем напр жени , на величину суммарного падени  напр жени  на база-эмиттерном переходе транзистора 5 и на пр мосмещен- ном диоде 7, происходит лавинообразное включение транзисторов регенеративного ключа и транзистора 10. На первой и второй обкладках конденсатора возникает скачок напр жение (фиг.2, участки е и ж).

Начинаетс  формирование следующего выходного импульса.

В дальнейшем описанные процессы в. генераторе повтор ютс .

Длительность выходных импульсов значительно меньше паузы между импульсами (в 50-1000 раз), поэтому существенного вли ни  на период следовани  импульсов не оказывает и ее можно не учитывать.

С учетом напр жени  Убэ база-эмит- терного перехода интегрирующего транзистора 1 ток разр да конденсатора имеет вид

, Е - ибэ

1разр -

R

разр.

где Е - напр жение питани ;

Rpasp. - суммарное сопротивление резисторов 3 и 4.

Пороговое напр жение включение регенеративного ключа (относительно шины 17 питани ) имеет вид

Unop (Е - Ug)

Rn

Rn +Ri2

(2)

где Е - напр жение питани ;

Ug - падение напр жени  на пр мосмещенном диоде 9;

RII -5----- коэффициент делени  наН .11 + Н.12

пр жени  на резисторах 11 и 12.

В формуле (2) суммарное падение напр жени  на база-эмиттерном переходе

транзистора 5 и пр мосмещенном диоде 7 не учитываетс , поскольку оно в процессе зар да-разр да конденсатора смещает пороговое напр жение включени  и пороговое напр жение выключени  регенеративного ключа на одну и ту же величину и, следовательно, вли ни  на длительность паузы между импульсами не оказывает .

Учитыва  (1) и (2), длительность Т паузы между импульсами имеет вид

т С Unop Rl1pг Е - Ug

WT Rn+Ri2 разр Е-и6э

где С - емкость конденсатора. Поскольку Кбэ Ug

20

R г T Rn+Ri2Rpa3pC

т.е. длительность паузы между импульсами величина практически посто нна . Вли ние на частоту следовани  импульсов такого дестабилизирующего фактора, как 11бэ интегрирующего транзистора компенсируетс  падением напр жени  на пр мбсмещенном диоде 9.

Вли ние на частоту следовани  импульсов скачка напр жени  на коллекторе интегрирующего транзистора компенсируетс  падением напр жени  на пр мосмещенном в процессе зар да конденсатора диоде 8. Таким образом, при изменении напр жени  питани  компенсируютс  указанные

дестабилизирующие факторы. Поскольку именно эти факторы в основном определ ют температурную зависимость повышаетс  стабильность частоты следовани 

выходных импульсов при изменении температуры .

Предлагаемый генератор импульсов может быть выполнен практически на любых кремниевых транзисторах и диодах. Интегратор должен быть выполнен на транзисторе с достаточно большим коэффициентом усилени  по току дл  обеспечени  возможности изменени  скважности импульсов в широких пределах

Генератор импульсов реализован на транзисторах К1315Г и транзисторе КТ361Г в качестве выходного. Генератор импульсов устойчиво работает в диапазоне питающих напр жений 3-50 В. В этом диапазоне напр жений изменение частоты следовани  выходных импульсов не превышает 5-6%. В частности, при изменении напр жени  питани  генератора импульсов от 3 до 9В и от 9 до 50В изменение частоты следовани  импульсов не превышает соответственно 2- 4% и 1-2% в широком диапазоне изменени  скважности импульсов (от 50 до 1000).

Предлагаемый генератор не требует применени  согласованных транзисторов и может быть реализован практически на любых широко распространенных транзисторах .

В отличие от прототипа, подключение к выходной шине генератора импульсов допу- стимой нагрузки не вли ет на частоту генерации , поскольку не шунтирует вход щий в генератор делитель напр жени .

Ф о р му л а и з о б р е т е н и  

Генератор импульсов, содержащий регенеративный ключ на первом и втором транзисторах разного типа проводимости, третий транзистор n-p-n-типа, эмиттер которого соединен с общей шиной, конденса- тор, переменный резистор, делитель напр жени  на первом и втором резисторах , первый вывод первого резистора через второй резистор соединен с шиной питани , третий резистор, первый вывод третьего ре- зистора соединен с общей шиной, а коллектор первого транзистора соединен с выходной шиной, выходную шину и шину питани , отличающийс  тем, что, с целью повышени  стабильности частоты следовани  выходных импульсов при измегЈ

Редактор О.Головач

Составитель В.Якимов Техред М.Моргентал

нении напр жени  питани  и температуры, в него дополнительно введены интегрирующий транзистор n-p-n-типа, первый, второй и третий диоды, четвертый, п тый, шестой и седьмой резисторы, причем коллектор, эмиттер и база первого транзистора р-п-р - типа соединены соответственно с вторым выводом третьего резистора, шиной питани  и коллектором второго транзистора п- p-n-типа, база которого соединена с катодом первого диода и через четвертый резистор соединена с эмиттером второго транзистора, анод первого диода соединен с первым выводом первого резистора и катодом второго диода, анод которого соединен с коллектором первого транзистора и через п тый резистор соединен с базой третьего транзистора, коллектор которого соединен с базой интегрирующего транзистора , первой обкладкой конденсатора и первым выводом шестого резистора, второй вывод которого через переменный резистор соединен с шиной питани , эмиттер интегрирующего транзистора соединен с общей шиной, коллектор интегрирующего транзистора соединен с второй обкладкой конденсатора и через седьмой резистор соединен с эмиттером второго транзистора, второй вывод первого резистора соединен с анодом третьего диода, катод которого соединен с общей шиной.

1

Раг.2

Корректор М.Кучер ва 

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Генератор импульсов, содержащий регенеративный ключ на первом и втором транзисторах разного типа проводимости, третий транзистор п-р-п-типа, эмиттер ко торого соединен с общей шиной, конденса- 20 тор, переменный резистор, делитель напряжения на первом и втором резисторах, первый вывод первого резистора через второй резистор соединен с шиной питания, третий резистор, первый вывод третьего резистора соединен с общей шиной, а коллектор первого транзистора соединен с выходной шиной, выходную шину и шину питания, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности частоты 30 следования выходных импульсов при изменении напряжения питания и температуры, в него дополнительно введены интегрирующий транзистор n-p-n-типа, первый, второй и третий диоды, четвертый, пятый, шестой и седьмой резисторы, причем коллектор, эмиттер и база первого транзистора р-п-р -. типа соединены соответственно с вторым выводом третьего резистора, шиной питания и коллектором второго транзистора п10 р-п-типа, база которого соединена с катодом первого диода и через четвертый резистор соединена с эмиттером второго транзистора, анод первого диода соединен с первым выводом первого резистора и ка15 тодом второго диода, анод которого соеди' нен с коллектором первого транзистора и через пятый резистор соединен с базой третьего транзистора, коллектор которого соединен с базой интегрирующего транзистора. первой обкладкой конденсатора и первым выводом шестого резистора, второй вывод которого через переменный резистор соединен с шиной питания, эмиттер интегрирующего транзистора соединен с общей 25 шиной, коллектор интегрирующего транзистора соединен с второй обкладкой конденсатора и через седьмой резистор соединен с эмиттером второго транзистора, второй вывод первого резистора соединен с анодом третьего диода, катод которого соединен с общей шиной.

   Составитель В.Якимов Редактор О.Головач Техред М.Моргентал Корректор М.Кучерявая

   Заказ 2135 Тираж Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

   Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101