Pierwszenstwo: Opublikowano: 1.XII.1967 (P 123 838) 30.XII.1969 58855 ^4* 5 tfov KI. urn,, MKP -G-OTT *\OQ Go't Wfi UKD Wspóltwórcy wynalazku: dr inz. Józef Kalisz, inz. Andrzej Wlecial Wlasciciel patentu: Instytut Badan Jadrowych, Warszawa (Polska) Tranzystorowy generator impulsów prostokatnych Przedmiotem wynalazku jest tranzystorowy ge¬ nerator impulsów prostokatnych, sluzacy do ba¬ dan ukladów logicznych, wzmacniaczy, dyskrymi- natorów, ukladów formujacych itp.Istnieje szereg urzadzen sluzacych do wytwa¬ rzania impulsów prostokatnych. Stosowane sa w nich typowe rozwiazania generatorów astabilnych, jak np. Eccels-Jordana, wraz z zespolem ukladów formujacych impulsy oraz ukladów wyjsciowych.Generatory takie cechuje znaczna zlozonosc ukla¬ dowa, co wraz ze stosunkowo duzym kosztem ogranicza ich uzycie, zwlaszcza przy wysokich czestotliwosciach powtarzania impulsów. Znane sa równiez uklady generatorów oparte na zasadzie wzmacniacza objetego ujemnym sprzezeniem zwrotnym w postaci linii opózniajacej. Generato¬ ry takie cechuje znaczna prostota budowy, wy¬ soka stabilnosc i mozliwosc generacji impulsów o bardzo wysokiej czestotliwosci powtarzania. Ge¬ neratory takie stosuje sie miedzy innymi szeroko w ukladach maszyn cyfrowych jako generatory zegarowe, produkujace impulsy o stalej czestotli¬ wosci i amplitudzie. Generatory te nie znalazly jednak zastosowania w przyrzadach o uniwersal-* nym przeznaczeniu, przede wszystkim z uwagi na trudnosci w realizacji regulacji czestotliwosci po¬ wtarzania impulsów przy jednoczesnym zachowa¬ niu odpowiednio dobrych parametrów jakoscio¬ wych impulsów wyjsciowych, takich jak czas na¬ rastania, czas opadania i male przerosty ampli¬ tudowe impulsu.Wynalazek ma na celu wyeliminowanie tych trudnosci i stworzenie ulepszonego generatora.Cel ten zostal osiagniety przez zalaczenie w ob¬ wód sprzezenia zwrotnego miedzy baze a kolektor 5 tranzystora generujacego, poprzez dwójnik opo- rowo-pojemnosciowy, wielopozyejowego przelacz¬ nika klawiszowego, w którym kazdy z jego ko¬ lejnych laczników jest polaczony z co najmniej dwoma kondensatorami strojonymi oraz z odpo- io wiednim scisle przyporzadkowanym odcinkiem linii opózniajacej wewnetrznej w postaci kabla koncentrycznego z podwójnym ekranem.Zastosowanie linii opózniajacej w postaci kab¬ la koncentrycznego podwójnie ekranowanego eli- 15 minuje mozliwosc wzbudzania sie ukladu genera¬ tora na czestotliwosciach harmonicznych, a zespól odpowiednich zestrojonych pojemnosci zapewnia krótkie czasy narastania i opadania impulsów oraz male przerosty amplitudowe. 20 Generator wedlug wynalazku posiada równiez mozliwosc plynnej regulacji i bezposredniego od¬ czytu wielkosci amplitudy impulsów wyjsciowych oraz mozliwosc .latwej synchronizacji wyzwalania oscyloskopów stroboskopowych. 25 Generator impulsów prostokatnych wedlug wy¬ nalazku zostal uwidoczniony w przykladzie wyko¬ nania na rysunku przedstawiajacym schemat ide¬ owy urzadzenia. Tranzystor 1 generujacy wlaczo¬ ny w ukladzie wzmacniacza oporowego na oporni- 30 kach 2, 3 oraz opornosci obciazenia 4 zalaczonej 58855 /58855 3 miedzy emiter tranzystora a mase, pracuje na prze¬ mian w rezimie nasycenia i odciecia. Generator zawiera obwód sprzezenia zwrotnego w postaci linii opózniajacej zalaczonej miedzy kolektor i ba¬ ze tranzystora 1 poprzez dwójnik oporowo-po¬ jemnosciowy, który to dwójnik stanowi opornik 3 i kondensator 5. Linia opózniajaca w obwodzie sprzezenia zwrotnego jest przelaczona na rózne dlugosci odcinków 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 przy pomocy laczników klawiszowych 6, 7, 8, 9, two-* rzacych wraz z lacznikiem 10 oraz zespolem po¬ jemnosci strojonych 11, 12 ... 21 kompensowany przelacznik sumujacy, przy czym kazdy z kolej¬ nych laczników 6 ... 10 tworzy wraz z co najmniej dwoma kondensatorami strojonymi scisle przypo¬ rzadkowanymi z liczby kondensatorów 11 ... 21 oraz z odpowiednim odcinkiem linii opózniajacej 22 ... 29, 30 osobny niezalezny zespól sumacyjny.Laczniki 6 ... 9 realizuja sprzezenie zwrotne wew¬ netrzne przy pomocy odcinków przemiennych 25, 26, 27, 28 wewnetrznej linii opózniajacej, pozwala¬ jac na uzyskanie szesnastu róznych czestotliwosci pracy generatora wewnatrz wybranego zakresu czestotliwosci przez sumowanie kolejnych od¬ cinków linii w sekwencji 1—2-^1—8. Czestotliwos¬ ci te sa odwrotnie proporcjonalne do dlugosci odcinków linii opózniajacej 25, 26, 27, 28 zalacza¬ nych w obwód sprzezenia zwrotnego. Dla wy¬ eliminowania wzbudzenia sie ukladu na czesto¬ tliwosciach harmonicznych, wewnetrzne linie opózniajace, a przynajmniej jej odcinek 22 jest podwójnie ekranowany. Lacznik 10 pozwala na wylaczenie wewnetrznej linii opózniajacej i zala¬ czenie miedzy kolektor a baze tranzystora 1 po¬ przez dwójnik oporowo-pojemnosciowy zawiera¬ jacy opornik 3 i kondensator 5, i odcinki linii opózniajacej 23, 24, 29, 30, linii opózniajacej zew¬ netrznej dla uzyskania czestotliwosci powtarzania nie objetej lacznikami 6 ... 9. Górna granica tego zakresu czestotliwosci jest okreslona zapasem mo¬ cy wydzielonej przez tranzystor 1. Regulacja am¬ plitudy impulsów wyjsciowych jest dokonywana przy pomocy potencjometru 31 zalaczonego w ob¬ wód wyjsciowy stalego napiecia zasilania tranzys¬ tora 1, przy czym suwak potencjometru 31 jest polaczony z opornikiem 2 i kondensatorem 32 od- sprzegajacym zmiennopradowe napiecie powstaja¬ ce w obwodzie zasilania podczas pracy generato¬ ra. Odczyt amplitudy odbywa sie na mierniku 33 wlaczonym w ukladzie oporników 34, 35, 36. W obwód emitera tranzystora 1 zostal zalaczony zes¬ pól oporowo-pojemnosciowy sluzacy do korygowa¬ nia czasu narastania i opadania impulsów wyjs¬ ciowych, otrzymywanych na opornosci obciazenia 4, zlozony z dwójnika szeregowego, zawierajacego kondensator 37 regulowany i opornik 38, oraz kondensatora 39. Z punktu polaczenia kondensa¬ tora 37 i opornika 38 otrzymuje sie impulsy wy¬ sokiej czestotliwosci synchronizujace wyzwalanie oscyloskopu stroboskopowego.Dzialanie generatora impulsów prostokatnych wedlug wynalazku jest nastepujace: Jezeli tranzystor 1 jest przelaczony ze stanu na¬ sycenia w stan odciecia, wówczas zmiana napie¬ cia na kolektorze jest przenoszona poprzez dwój¬ nik oporowo-pojemnosciowy na elementach 3, 5, stale odcinki linii opózniajacej 23, 24 oraz odpo- 5 wiednio wybrane lacznikami od 6 ... 9 odcinki przemienne linii opózniajacej wewnetrznej, na ba¬ ze tranzystora 1 powodujac zmiane rezimu pracy ze stanu odciecia w stan nasycenia, przy czym czas trwania stanu odciecia jest ustalany wielkos- io cia sprzezenia realizowanego aktualnie zalaczany¬ mi przelacznikiem odcinkami linii w petli sprze¬ zenia zwrotnego. Po przejsciu tranzystora w stan nasycenia zmiana napiecia w kolektorze przenosi sie na baze powodujac wprowadzenie tranzystora 15 w rezim odciecia, przy czym czas trwania stanu nasycenia jest równy czasowi trwania stanu od¬ ciecia.Generator impulsów prostokatnych wedlug wy¬ nalazku odznacza sie dobrymi parametrami ja- 20 kosciowymi impulsów wyjsciowych, to znaczy ma¬ lym czasem narastania i opadania oraz malym przerostem amplitudowym impulsów wyjsciowych, plynna regulacja amplitudy w zakresie od 0,5 do 5V, oraz regulacja wysokiej czestotliwosci repe- tycji impulsów w szerokim zakresie. Przy wy¬ braniu minimalnego okresu powtarzania impul¬ sów, równego 25 ns (co odpowiada 40 MHz) i mi¬ nimalnego skoku opóznienia, równego 5 ns, otrzy¬ mano zakres zmiany okresu od 25 ns do 100 ns, 30 przelaczany co 5 ns. Odpowiada to zmianie czesto¬ tliwosci powtarzania impulsów odpowiednio od 40 do 10 MHz. 35 PL