Pierwszenstwo: Opublikowano: 10.XI.1970 61446 KI. 21 a1, 36/02 MKP H 03 k, 3/53 UKD Twórca wynalazku: Wlodzimierz Kuliszkiewicz Wlasciciel patentu: Instytut Badan Jadrowych, Warszawa (Polska) Tranzystorowy uklad do wytwarzania krótkich impulsów Przedmiotem wynalazku jest tranzystorowy uklad do wytwarzania krótkich impulsów znajdujacy za¬ stosowanie jako generator impulsów o nastawia¬ nej w szerokim zakresie czestotliwosci, jako prze¬ twornik analogowo-dyskretny na przyklad prado- wo-czestotliwosciowy jako zródlo impulsów zega¬ rowych lub taktowych do sterowania urzadzen pomiarowych i cyfrowych itp.Stosowane dotychczas uklady do wytwarzania krótkich impulsów, maja postac multiwibratorów, generatorów samodlawnych lub wzmacniaczy z do¬ datnim sprzezeniem zwrotnym. Dla uzyskania du¬ zej stalosci amplitudy oraz stalosci szerokosci i czestotliwosci impulsów, a takze malego stosun¬ ku czasu trwania impulsów do czasu przerw oraz mozliwosci zmian czestotliwosci impulsów w sze¬ rokim zakresie uklady te musza byc bardzo roz¬ budowane, wymagaja wielu przelaczanych i regu¬ lowanych elementów oraz musza byc zasilane ze zródel pradu o duzym wspólczynniku stabilizacji napiecia, a przez to sa skomplikowane, kosztowne i czesto klopotliwe w zastosowaniach praktycz¬ nych, przy czym róznorodnosc ich zastosowan jest ograniczona.Istota ukladu do wytwarzania krótkich impul¬ sów wedlug wynalazku polega na zupelnym od¬ dzieleniu tej jego czesci, która decyduje o czasie przerw, a tym samym o czestotliwosci impulsów, od czesci, która ustala czas trwania samych impul¬ sów i ich amplitudy. Pierwsza z nich ma postac 10 15 20 25 30 szeregowego polaczenia opornika i kondensatora jako obwodu calkujacego, wlaczonego do zródla pradu stalego, z którego kondensator obwodu jest ladowany. Druga czescia ukladu jest polaczenie dwóch przeciwstawnych tranzystorów, wlaczonych na kondensator obwodu calkujacego i spelniaja¬ cych role sterowanego zwieracza, poprzez który ten kondensator jest rozladowywany.Tranzystory spelniaja role zwieraczy i rozlado¬ wanie kondensatora calkujacego obwodu wejscio¬ wego nastepuje gdy w trakcie ladowania, napie¬ cie na nim osiaga z góry ustalona wartosc. Uklad do wytwarzania krótkich impulsów wedlug wyna¬ lazku moze byc stosowany jako generator impul¬ sów o czestotliwosci regulowanej przez zmiany opornosci lub pojemnosci obwodu calkujacego, przez zmiany napiecia zasilajacego ten obwód zródla pradu lub przez zmiany napiecia odniesie¬ nia, przy innych parametrach ukladu niezmien¬ nych. Jezeli te zmiany czestotliwosci sa powodo¬ wane przez czynniki zewnetrze (na przyklad przez czujniki lub uklady pomiarowe, nastawniki napie¬ cia lub pradu itp.), to uklad moze dzialac jako przetwornik analogowo-dyskretny w technice po¬ miarowej, obliczeniowej lub w automatyce.Uklad do wytwarzania krótkich impulsów — wedlug wynalazku zostal uwidoczniony w przykla¬ dzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przed¬ stawia schemat ideowy generatora impulsów, fig. 2 — schemat ideowy przetwornika pradu stalego na 614463 61446 4 Czestotliwosc, a fig. 3 podaje przebieg impulsów wyjsciowych.Kondensator calkujacy 2 jest ladowany poprzez regulowany opornik 1 wlaczony na ujemny bie¬ gun zródla zasilania 8. Gdy ujemne napiecie na kondensatorze 2 przekrpczy wartosc ujemnego na¬ piecia odniesienia nastawionego na dzielniku na¬ piecia 6 wlaczonym na zródlo zasilania 10, wów¬ czas od bazy do emitera tranzystora 3 wejscio¬ wego typu npn zaczyna plynac prad, który powo¬ duje otwarcie tego tranzystora i przeplyw pradu od zródla zasilania 10 poprzez tranzystor 3 wej¬ sciowy i zlacze baza-emiter tranzystora 5 wyjscio¬ wego typu pnp. Nastepuje przy tym otwarcie tran¬ zystora 5 wyjsciowego, obnizenie napiecia na jego kolektorze spowodowane przez prad plynacy przez opornik 7 wlaczony w obwód tego kolektora i zwiekszenie pradu plynacego przez zlacze baza- -emjter tranzystora 3, przy czym wzrost tego pra¬ du jest przyspieszony rozladowywaniem sie kon¬ densatora sprzegajacego 4 wlaczonego pomiedzy kolektorem tranzystora 5 i baza tranzystora 3.W ten sposób nastepuje bardzo szybkie otwarcie tranzystorów 3 i 5 i zwarcie kondensatora 2 po¬ przez mala opornosc tranzystora 3 i zlacze baza- -emiter tranzystora 5. Kondensator 2 ulega calko¬ witemu rozladowaniu po czym oba tranzystory 3 i 5 ulegaja z powrotem zatkaniu i rozpoczyna sie nowy cykl ladowania kondensatora Z poprzez opor¬ nik 1 ze zródla pradu 8. W momentach rozlado¬ wywania kondensatora 2 na kolektorze tranzystora 5 i na wyjsciu 9 generatora wystepuja krótkie im¬ pulsy napieciowe b czasie trwania Ti i o ampli¬ tudzie Uwy równej napieciu zródla zasilania 10.Odstep miedzy kolejnymi impulsami wyjsciowymi moze byc regulowany przez 'zmiany opornosci opor¬ nika regulowanego 1, przy czym czas przerwy Tp miedzy impulsami przy stalej pojemnosci konden¬ satora 2 moze byc zmieniany w stosunku docho¬ dzacym do kilkuset, a przy zmianie pojemnosci kondensatora 2 — do kilkuset tysiecy.W tym samym stosunku moze byc zmieniana czestotliwosc impulsów tego generatora, przy za¬ chowaniu stalej ich amplitudy, czasu trwania i czasu narastania. Tranzystory przeciwstawne 3 i 5 moga zostac zamienione miejscami, tzn. tran¬ zystor 3 moze byc typu pnp, a tranzystor 5 — ty¬ pu npn, co wymaga jednoczesnej zmiany polary¬ zacji napiec zródel zasilania 8 i 10, przy czym za¬ miast impulsów o amplitudzie dodatniej, bedzie sie otrzymywalo impulsy o amplitudzie ujemnej.W miare moznosci obwód calkujacy 1 i 2 powinien byc zasilany ze wspólnego dla calego generatora zródla zasilania 10, co zapewnia niezaleznosc cze¬ stotliwosci impulsów od zmian napiecia tego zródla.Przy zastapieniu regulowanego opornika 1 czuj¬ nikiem pomiarowym 11, o charakterystyce zródla pradu stalego, jak np. pradowym detektorem promie¬ niowania jonizujacego (np. gamma) uklad wedlug wynalazku staje sie przetwornikiem pradu o na¬ tezeniu zmieniajacym sie w zaleznosci od mierzo¬ nej za pomoca danego czujnika wielkosci fizycznej, na napiecie impulsowe o czestotliwosci zmieniaja¬ cej sie proporcjonalnie do przetwarzanego pradu.W warunkach praktycznych stosowania tego prze¬ twornika, prad czujnika pomiarowego moze miec natezenie od kilku pA do kilkuset ^A, co zalezy 5 glównie od jakosci stosowanego w przetworniku tranzystora wejsciowego 3 i kondensatora 2 obwo¬ du calkujacego. Zaleznie od charakterystyki czuj¬ nika 11 i od pojemnosci kondensatora 2 mozna otrzymywac przebiegi impulsowe o róznych zakre- 10 sach zmian czestotliwosci.Uklad bedacy przedmiotem wynalazku odznacza sie szeregiem zalet. Przy prostej strukturze i ma¬ lej liczbie elementów skladowych uklad ten wy¬ twarza impulsy, które moga byc wykorzystywane 15 do celów pomiarowych, sterowania lub zliczania, przy czym zapewnia on mala zaleznosc ksztaltu i czestotliwosci impulsów od zmian napiecia za¬ silajacego oraz latwe nastawianie czestotliwosci w szerokim zakresie jej zmian, umozliwia uzyska- 20 nie bardzo malego stosunku czasu trwania impul¬ sów do czasu przerw miedzy impulsami oraz wy¬ kazuje mala zaleznosc czestotliwosci i amplitudy impulsów od obciazenia. Bez zasadniczych zmian schematowych uklad ten moze byc stosowany jako 25 generator impulsów o nastawianej w szerokim zakresie czestotliwosci i jako przetwornik analo- gowo-dyskretny np. pradowo-czestotliwosciowy.. W realizacji konstrukcyjnej uklad ten zawiera malo elementów, a przez to jest prosty, zajmuje 30 malo miejsca i jest znacznie tanszy od innych ukladów stosowanych do tych samych celów. Po¬ nadto moc pobierana przez ten uklad ze zródla zasilania jest kilka, a nawet kilkadziesiat razy mniejsza, anizeli w przypadku innych ukladów, 35 co zmniejsza wydzielana w nim moc cieplna i zwieksza jego niezawodnosc. PL