RU167292U1 - SHORT PULSE GENERATOR WITH FRONT ACCELERATOR - Google Patents
SHORT PULSE GENERATOR WITH FRONT ACCELERATOR Download PDFInfo
- Publication number
- RU167292U1 RU167292U1 RU2016111376/08U RU2016111376U RU167292U1 RU 167292 U1 RU167292 U1 RU 167292U1 RU 2016111376/08 U RU2016111376/08 U RU 2016111376/08U RU 2016111376 U RU2016111376 U RU 2016111376U RU 167292 U1 RU167292 U1 RU 167292U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- diode
- charge
- accumulation
- supply voltage
- output
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
- H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Генератор сверхкоротких импульсов с обострителем фронта, включающий первый и второй источники положительного напряжения питания, соединенные через ограничительные резисторы с цепью формирования, которая содержит первую накопительную индуктивность, первый вывод которой соединен через один ограничительный резистор с первым источником положительного напряжения питания, первый диод с накоплением заряда и нагрузку, отличающийся тем, что содержит также источник отрицательного напряжения питания, соединенный с цепью формирования через транзистор, работающий в режиме ключа, разделительную емкость, первый вывод которой соединен со вторым выводом накопительной индуктивности и с анодом первого диода с накоплением заряда, дополнительный диод с накоплением заряда, выполняющий функцию обострителя заднего фронта, анод которого соединен со вторым выводом разделительной емкости и со вторым источником положительного напряжения питания через другой ограничительный резистор, а катод соединен с нагрузкой.A generator of ultrashort pulses with an edge sharpener, including the first and second sources of positive supply voltage connected via limiting resistors to a formation circuit that contains the first storage inductance, the first output of which is connected through one limit resistor to the first source of positive supply voltage, the first diode with accumulation of charge and a load, characterized in that it also contains a source of negative supply voltage connected to the formation circuit through a transistor operating in key mode, a separation capacitor, the first output of which is connected to the second output of the storage inductance and to the anode of the first diode with accumulation of charge, an additional diode with accumulation of charge, acting as a trailing edge sharpener, the anode of which is connected to the second output of the separation capacitor and the second source of positive supply voltage through another limiting resistor, and the cathode is connected to the load.
Description
Полезная модель относится к технике СВЧ диапазона и предназначена для формирования видеоимпульсов длительностью от 100 пс при амплитуде 20 В.The utility model relates to microwave technology and is designed to generate video pulses lasting from 100 ps at an amplitude of 20 V.
Известен генератор импульсов, схема которого состоит из источника питания, транзисторного ключа, соединенного с источником питания первой индуктивностью, диодом с накоплением заряда, соединенного с транзистором цепью, состоящей из последовательно соединенных конденсатора и второй индуктивности, и нагрузки, соединенную с указанным диодом с накоплением заряда (Vitaliy Prokhorenko, Volodymyr Ivashchuk, Sergiy Korsun. Drift Step Recovery Devices Utilization for Electromagnetic Pulse Radiation, Tenth International Conference on Ground Penetrating Radar; 21-24 June, 2004, Delft, The Netherlands, pp. 195-198).A pulse generator is known, the circuit of which consists of a power source, a transistor switch connected to a power source by a first inductance, a charge accumulating diode connected to a transistor by a circuit consisting of a capacitor and a second inductance connected in series, and a load connected to the specified charge storage diode (Vitaliy Prokhorenko, Volodymyr Ivashchuk, Sergiy Korsun. Drift Step Recovery Devices Utilization for Electromagnetic Pulse Radiation, Tenth International Conference on Ground Penetrating Radar; 21-24 June, 2004, Delft, The Netherlands, pp. 195-198).
Работу генератора по описанной выше схеме можно разделить на два этапа. В течение первого этапа транзистор открыт. Одна из составляющих тока стока транзистора со временем линейно возрастает, протекает через первую индуктивность, приводит к накоплению в ней энергии магнитного поля. Вторая составляющая тока стока транзистора течет от конденсатора, разряжая его, через вторую индуктивность, что приводит к заполнению электронно-дырочной плазмой активной области диода с накоплением заряда.The operation of the generator according to the scheme described above can be divided into two stages. During the first stage, the transistor is open. One of the components of the drain current of the transistor increases linearly with time, flows through the first inductance, and leads to the accumulation of magnetic field energy in it. The second component of the drain current of the transistor flows from the capacitor, discharging it through the second inductance, which leads to the filling of the electron-hole plasma of the active region of the diode with the accumulation of charge.
Во время второго этапа транзистор закрыт, ток через вторую индуктивность течет в другом направлении и удаляет заряд, накопленный в диоде. При этом происходит накопление энергии магнитного поля в первой и второй индуктивности. В завершении второго этапа работы генератора происходит резкое восстановление высокого обратного сопротивления диода с накопление заряда, и ток второй индуктивности переключается в нагрузку в виде импульса сверхмалой длительности.During the second stage, the transistor is closed, the current through the second inductance flows in the other direction and removes the charge accumulated in the diode. In this case, the magnetic field energy is accumulated in the first and second inductance. At the end of the second stage of the generator’s operation, the diode’s high reverse resistance is sharply restored with charge accumulation, and the current of the second inductance switches to the load in the form of an ultra-small pulse.
В рассмотренном генераторе процесс накопления и удаления заряда из диода не является оптимальным. Энергия магнитного поля во второй индуктивности возрастает лишь в течение небольшой части цикла работы генератора. В связи с чем рассмотренный генератор не позволяет получать наилучших энергетических показателей отдельного импульса при заданной элементной базе.In the considered generator, the process of accumulation and removal of charge from the diode is not optimal. The energy of the magnetic field in the second inductance increases only during a small part of the generator cycle. In this connection, the considered generator does not allow to obtain the best energy indicators of a single pulse at a given element base.
Колебательный характер тока второй индуктивности не позволяет использовать генератор для формирования импульсов с периодом следования, меньшим, чем период колебания контура, состоящего из конденсатора и второй индуктивности.The oscillatory nature of the current of the second inductance does not allow the use of a generator to form pulses with a repetition period shorter than the period of oscillation of the circuit, consisting of a capacitor and a second inductance.
Минимальная длительность генерируемого импульса, которую можно получить, используя рассмотренный генератор, ограничена скоростью переключения диода с накоплением заряда из проводящего состояния в непроводящее состояние и номиналами элементов схемы. Для заданной элементной базы минимальная длительность сверхкороткого импульса в этой схеме составила 350 пс.The minimum duration of the generated pulse, which can be obtained using the considered generator, is limited by the switching speed of the diode with the accumulation of charge from the conducting state to the non-conducting state and by the values of the circuit elements. For a given elemental base, the minimum duration of an ultrashort pulse in this circuit was 350 ps.
Известен генератор субнаносекундных импульсов по патенту US 6087871, класс Н03К 3/33, 11.07.2000, содержащий первый и второй источники положительного напряжения питания, первый и второй транзисторы, которые работают в ключевом режиме и соединяют через ограничительные резисторы указанные источники питания с цепью формирования, которая содержит первую накопительную индуктивность, первый вывод которой соединен с первым выводом второй накопительной индуктивности, второй вывод которой соединен с первым ключом, диод с накоплением заряда, нагрузку, соединенную с указанным диодом, и цепь накачки, в которой соединены указанный диод с накоплением заряда и второй транзисторный ключ, причем указанная цепь накачки состоит из включенных последовательно индуктивности накачки и резистора накачки; кроме того, генератор содержит разделительный диод, подключенный к первому выводу первой накопительной индуктивности и соединенный последовательно с указанным диодом с накоплением заряда, причем разделительный диод и диод с накоплением заряда включены во встречном направлении один относительно другого.Known subnanosecond pulse generator according to patent US 6087871,
В этом устройстве длительность фазы накопления энергии магнитного поля в двух накопительных индуктивностях определяется временем, в течение которого транзистор открыт. Это время может превышать длительность удаления заряда из активной области диода с накоплением заряда, что позволяет достигать больших значений энергии генерируемых импульсов.In this device, the duration of the phase of storage of magnetic field energy in two storage inductances is determined by the time during which the transistor is open. This time can exceed the duration of the charge removal from the active region of the diode with the accumulation of charge, which allows one to achieve high energy values of the generated pulses.
К недостаткам описанного выше генератора можно отнести сложность и высокие требования к стабильности временных соотношений устройства управления двумя транзисторными ключами генератора, переключение которых необходимо производить в строго определенной последовательности.The disadvantages of the generator described above include the complexity and high requirements for the stability of the time relationships of the control device of the two transistor switches of the generator, the switching of which must be done in a strictly defined sequence.
Две накопительные индуктивности затягивают задний фронт сверхкороткого импульса, из-за этого генератор, работающий по рассмотренной схеме, не позволит сформировать сигнал длительностью менее 200 пс.Two storage inductances tighten the trailing edge of an ultrashort pulse, because of this, a generator operating according to the considered circuit will not allow generating a signal with a duration of less than 200 ps.
Задачей настоящей полезной модели является сокращение длительности формируемых сверхкоротких импульсов до 100 пс при амплитуде 20 В.The objective of this utility model is to reduce the duration of the generated ultrashort pulses to 100 ps at an amplitude of 20 V.
Техническим результатом настоящей полезной модели является уменьшения времени спада заднего фронта формируемого импульсного сигнала.The technical result of this utility model is to reduce the decay time of the trailing edge of the generated pulse signal.
Технический результат достигается тем, что генератор сверхкоротких импульсов с обострителем фронта, содержащий первый и второй источники положительного напряжения питания, соединенные через ограничительные резисторы с цепью формирования, которая содержит первую накопительную индуктивность, первый выход которой соединен через ограничительный резистор с первым источником положительного напряжения питания, первый диод с накоплением заряда, нагрузку, согласно полезной модели содержит также источник отрицательного напряжения питания, соединенный с формирующей цепью через транзистор, работающий в режиме ключа, разделительную емкость, первый вывод которой соединен со вторым выводом накопительной индуктивности и с анодом первого диода с накоплением заряда, дополнительный диод с накоплением заряда, выполняющий функцию обострителя заднего фронта, анод которого соединен со вторым выводом разделительной емкости и со вторым источником положительного напряжения питания через ограничительный резистор, а катод соединен с нагрузкой.The technical result is achieved by the fact that the generator of ultrashort pulses with a sharpener of the front, containing the first and second sources of positive voltage, connected through the limiting resistors to the formation circuit, which contains the first storage inductance, the first output of which is connected through the limiting resistor to the first source of positive voltage, the first diode with the accumulation of charge, the load, according to the utility model also contains a source of negative supply voltage connected to the forming circuit through a transistor operating in the key mode, a separation capacitor, the first terminal of which is connected to the second terminal of the storage inductance and to the anode of the first diode with accumulation of charge, an additional diode with accumulation of charge, acting as a trailing edge sharpener, the anode of which is connected to the second output of the separation capacitance and with the second source of positive supply voltage through the limiting resistor, and the cathode is connected to the load.
На фиг. 1 приведена схема первого аналога, на фиг. 2 - схема второго аналога.In FIG. 1 is a diagram of a first analogue; FIG. 2 is a diagram of a second analogue.
На фиг. 3 приведена схема генератора согласно настоящей полезной модели.In FIG. 3 shows a diagram of a generator according to the present utility model.
На фиг. 4 изображены эпюры напряжений на нагрузке генератора 50 Ом с обострителем фронта и без обострителя фронта,In FIG. 4 shows the voltage diagrams at the generator load of 50 Ohms with a front sharpener and without a front sharpener,
Генератор субнаносекундных импульсов согласно настоящей полезной модели (Фиг. 3) содержит источник отрицательного напряжения питания 1, транзистор 2, работающий в режиме ключа, включенный между указанным источником питания и формирующей цепью, которая содержит накопительную индуктивность 3, первый вывод которой соединен через ограничительный резистор 4 с первым источником положительного напряжения питания 5, второй вывод накопительной индуктивности 3 соединен с анодом первого диода с накоплением заряда 6 и первым выводом разделительной емкости 7, вновь введенный диод с накоплением заряда 8, анод которого соединен со вторым выводом разделительной емкости и вторым источником положительного напряжения питания 9 через ограничительный резистор 10, а катод соединен с нагрузкой 11.The subnanosecond pulse generator according to the present utility model (Fig. 3) contains a source of
Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии транзистор закрыт, под действием ток от первого источника положительного напряжения 5 в активную область диода с накоплением заряда 6 инжектируются носители заряда, и происходит накопление электронно-дырочной плазмы. Аналогичный процесс происходит со вторым источником положительного напряжения 9 и диодом с накоплением заряда 8. Для ограничения прямого тока через диоды установлены резисторы 4 и 10. Когда запускающий импульс открывает транзистор 2, от источника отрицательного напряжения питания 1 через индуктивность 3 начинает протекать ток, удаляющий накопленный заряд из диода 6. В течение всей фазы удаления заряда, ток накопительной индуктивности 3 и энергия магнитного поля в ней постоянно нарастают. Когда концентрация накопленного заряда в диоде 6 достигнет нуля, происходит восстановление запирающих свойств диода. Ток индуктивности 3 переключается в нагрузку 11, что приводит к формированию сверхкороткого импульса напряжения отрицательной полярности на нагрузки. До момента переключения диода с накоплением заряда 6 диод 8, находится в проводящем состоянии и обеспечивает связь цепи формирования и нагрузки. При появлении импульса отрицательной полярности на аноде диода с накоплением заряда 8, заряд, накопленный в его полупроводниковой структуре, стремительно удаляется. Формирование резкого заднего фронта сверхкороткого импульса на выходе генератора происходит, когда диод 8 переключается в закрытое состояние.The device operates as follows. In the initial state, the transistor is closed, under the action of a current from the first source of
Обостритель фронта работает наиболее эффективно, если соблюдаются определенные временные соотношения в переключении диодов 6 и 8. Когда начало переключения диода 8 запаздывает относительно завершения переключение диода 6, обострение происходит не на всей протяженности заднего фронта. Момент переключения диодов 6 и 8 определяется режимами их работы, а именно прямыми и обратными токами. Для получения импульсов определенной амплитуды, регулируя режимы работы генератора с обострителем фронта можно подобрать такой режим, когда длительность сверхкороткого импульса будет минимальна. Применение обострителя позволило сократить длительность формируемых сверхкоротких импульсов до 100 пс при амплитуде 20 В.The edge sharpener works most efficiently if certain time relationships are observed in the switching of the
Эпюры напряжений и токов на фиг. 4 получены при моделировании генератора с обострителем фронта. В модели генератора использовался ключ на высокочастотном полевом транзисторе LX401, источник отрицательного напряжения питания -15 В, первый источник положительного напряжения питания +7 В, второй источник положительного напряжения питания +2 В и модель диода с накоплением заряда, эквивалентная по своим параметрам диоду 2А609Б.Plots of voltages and currents in FIG. 4 are obtained by modeling a generator with a front sharpener. The generator model used a key on a LX401 high-frequency field-effect transistor, a source of negative supply voltage of -15 V, a first source of positive supply voltage of +7 V, a second source of positive supply voltage of + 2 V and a diode model with accumulated charge, equivalent in its parameters to 2A609B diode.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016111376/08U RU167292U1 (en) | 2016-03-28 | 2016-03-28 | SHORT PULSE GENERATOR WITH FRONT ACCELERATOR |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016111376/08U RU167292U1 (en) | 2016-03-28 | 2016-03-28 | SHORT PULSE GENERATOR WITH FRONT ACCELERATOR |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU167292U1 true RU167292U1 (en) | 2016-12-27 |
Family
ID=57777316
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016111376/08U RU167292U1 (en) | 2016-03-28 | 2016-03-28 | SHORT PULSE GENERATOR WITH FRONT ACCELERATOR |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU167292U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU189081U1 (en) * | 2018-10-25 | 2019-05-13 | Акционерное Общество "Светлана-Электронприбор" | ULTRA LONG VIDEO IMPULSTER FOR VARIABLE DURATION |
-
2016
- 2016-03-28 RU RU2016111376/08U patent/RU167292U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU189081U1 (en) * | 2018-10-25 | 2019-05-13 | Акционерное Общество "Светлана-Электронприбор" | ULTRA LONG VIDEO IMPULSTER FOR VARIABLE DURATION |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20140063593A1 (en) | Capacitor discharge pulse drive circuit with fast recovery | |
CN101527512A (en) | Bias-current limiting method and apparatus for restricting the maximum output power of power converter | |
US10211816B2 (en) | Generator of powerful nanosecond pulses (variants) | |
CN106877842A (en) | A kind of significantly picosecond narrow pulse generating circuit | |
CN103795259B (en) | Method of controlling switch and control circuit and the Switching Power Supply with this control circuit | |
CN110138360B (en) | High-efficient pulse power generating circuit of demagnetization switch based on RSD | |
CN111431509B (en) | Repetition frequency nanosecond pulse generation circuit based on drift step recovery diode | |
Nikoo et al. | A two-stage DSRD-based high-power nanosecond pulse generator | |
RU167292U1 (en) | SHORT PULSE GENERATOR WITH FRONT ACCELERATOR | |
JPH07109911B2 (en) | Light source drive | |
Huang et al. | High power pulse generator based on avalanche transistor Marx circuit | |
CN109004918A (en) | A kind of subnanosecond high-voltage pulse generation circuit | |
RU90629U1 (en) | HIGH FREQUENCY SNABBER FOR BRIDGE / HALF-BRIDGE VOLTAGE INVERTER | |
RU2457615C2 (en) | Subnanosecond pulse generator | |
US3385982A (en) | High power solid state pulse generator with very short rise time | |
RU2643616C1 (en) | Generator of ultra-short pulses with electronic control of duration | |
CN105743441B (en) | The adjustable rapid large-current pulse exciting circuit of slope in a kind of pulsewidth, amplitude and arteries and veins | |
Lan et al. | Mode transition of vacuum arc discharge and its effect on ion current | |
Chen et al. | Saturation characteristics analysis of Marx circuits based on avalanche transistors | |
CN219875698U (en) | Multistage marx circuit with primary acceleration trigger and pulse power system | |
Wang et al. | Study of narrow pulse driver circuit with adjustable width and amplitude | |
CN113098317B (en) | Trigger circuit of RBDT device and application thereof in pulse generator | |
RU82390U1 (en) | HIGH-VOLTAGE PULSE MODULATOR WITH NANOSECOND FRONT FOR CONTROL OF ELECTRO-OPTICAL SHUTTERS IN THE VIEW OF POCKSEL CELL | |
US3313957A (en) | Pulse generator with transformer coupling of controlled rectifier electrodes to effect free-running or triggered operation | |
CN117749138A (en) | Nanosecond square wave pulse source based on avalanche transistor and Marx circuit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20170329 |