RU2065663C1 - Формирователь биполярных импульсов эталонного тока - Google Patents
Формирователь биполярных импульсов эталонного тока Download PDFInfo
- Publication number
- RU2065663C1 RU2065663C1 SU5020007A RU2065663C1 RU 2065663 C1 RU2065663 C1 RU 2065663C1 SU 5020007 A SU5020007 A SU 5020007A RU 2065663 C1 RU2065663 C1 RU 2065663C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- bipolar
- transistor
- key elements
- load
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
Abstract
Использование: импульсная техника и в составе аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразователей. Решается задача упрощения устройства за счет сокращения числа использованных источников напряжения питания. Сущность: устройство содержит мостовой коммутатор из четырех ключевых элементов, биполярный источник напряжения питания со средним выводом, заземленную нагрузку и токовый двухполюсник, включающий первый и второй транзисторы одного типа проводимости, третий транзистор другого типа проводимости, три резистора и опорный стабилитрон. Устройство может быть использовано для формирования импульсов тока как положительной, так и отрицательной полярности, амплитуды которых равны и определяются параметрами токового двухполюсника. 1 п. ф-лы, 2 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве управляемого источника импульсов эталонного тока в составе аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразователей.
Известны формирователи биполярных импульсов тока, содержащие первый и второй источники тока, которые соответственно через первый и второй переключатели подключены к общей нагрузке /1/. Вариантом является устройство, содержащее первый источник тока, подключенный к нагрузке, второй источник тока с удвоенной величиной выходного тока, подключенный к нагрузке через переключатель /2/. В известных устройствах амплитуды импульсов положительной и отрицательной полярности отличаются друг от друга.
Известны формирователи биполярных импульсов тока, содержащие диодный мост, одна диагональ которого подключена к источнику эталонного тока, а другая через нагрузку подключена к источнику биполярных импульсов напряжения /3/. Известное устройство является сложным в реализации, а также в нем амплитуды импульсов положительной и отрицательной полярности отличаются с точностью до обратных токов диодов диодного места.
Наиболее близок к предложенному техническому решению известный формирователь биполярных импульсов тока, содержащий мостовой коммутатор из четырех управляемых ключевых элементов, одна диагональ которого заземлена и подключена к нагрузке, а другая диагональ подключена к источнику эталонного тока /4/. Известное устройство является сложным в практической реализации, т. к. кроме биполярного источника напряжения питания управляемых ключевых элементов, средний вывод которого подключен к заземленному выводу нагрузки, содержит дополнительный источник напряжения питания источника эталонного тока, выводы которого гальванически развязаны по отношению к основному источнику питания устройства.
Целью предполагаемого изобретения является упрощение устройства за счет сокращения числа источников напряжения питания.
Указанная цель достигается тем, что, в известном формирователе биполярных импульсов эталонного тока, содержащем мостовой коммутатор из четырех ключевых элементов, токовый двухполюсник и заземленную нагрузку, при этом первая выходная шина токового двухполюсника подключена к объединенным первым выводам первого и второго ключевых элементов, вторая выходная шина токового двухполюсника к объединенным первым выводам третьего и четвертого ключевых элементов, причем вторые выводы второго и четвертого ключевых элементов через нагрузку подключены к общей шине устройства, вторые выводы первого и третьего ключевых элементов подключены соответственно к первому и второму выводам биполярного источника напряжения питания, средний вывод которого подключен к общей шине устройства, при этом токовый двухполюсник содержит первый и второй биполярные транзисторы одного типа проводимости, третий биполярный транзистор другого типа проводимости, первый, второй и третий резисторы и опорный стабилитрон, причем первая выходная шина токового двухполюсника через первый и второй резисторы подключена соответственно к эмиттерам первого и второго транзисторов, базы которых объединены и подключены к коллектору третьего транзистора, а вторая выходная шина токового двухполюсника через третий резистор подключена к коллектору первого и эмиттеру третьего транзисторов и через опорный стабилитрон коллектору второго и базе третьего транзисторов.
Таким образом, критерий изобретения "новизна" выполняется новым подключением вторых выводов первого и третьего ключевых элементов мостового коммутатора и конкретным выполнением токового двухполюсника.
Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них набор новых признаков, отличающих заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии предложения критерию изобретения "существенные отличия". Отдельно известно выполнение токовых двухполюсников на биполярных транзисторах разного типа проводимости, резисторах и стабилитронах (5, 6), однако, предложенный формирователь импульсов с раскрытым выполнением токового двухполюсника обладает большей устойчивостью начального запуска.
На фиг. 1 представлена электрическая схема предложенного формирователя биполярных импульсов тока.
Устройство содержит мостовой коммутатор из четырех ключевых элементов 1, 2, 3 и 4 соответственно, биполярный источник напряжения питания 5, 6 со средним выводом, заземленную нагрузку 7 и токовый двухполюсник, включающий первый 8 и второй 9 биполярные транзисторы одного типа проводимости, например, p-n-p типа, третий 10 биполярный транзистор другого типа проводимости, например, n-p-n типа, первый 11, второй 12 и третий 13 резисторы и опорный стабилитрон 14.
На фиг. 1а показано, что первый 1, второй 2, третий 3 и четвертый 4 ключевые элементы могут быть заполнены на управляемых ключах, например, К - МОП микросхемах серии 590.
На фиг. 1б представлен вариант выполнения устройства, в котором первый 1 и третий 3 ключевые элементы выполнены на управляемых ключах, а второй 2 и четвертый 4 ключевые элементы выполнены на диодах.
На фиг. 2 представлены временные диаграммы работы устройства,
где:
а эпюры прямых состояний первого 1 ключевого элемента и инверсных состояний второго 2 ключевого элемента (в положении лог. "1" ключ 1 включен и ключ 2 выключен);
б эпюры прямых состояний третьего 3 ключевого элемента и инверсных состояний четвертого 4 ключевого элемента;
в выходные импульсы тока в нагрузке 7.
где:
а эпюры прямых состояний первого 1 ключевого элемента и инверсных состояний второго 2 ключевого элемента (в положении лог. "1" ключ 1 включен и ключ 2 выключен);
б эпюры прямых состояний третьего 3 ключевого элемента и инверсных состояний четвертого 4 ключевого элемента;
в выходные импульсы тока в нагрузке 7.
Управление работой устройства может производиться, например, с выходов двух синхронных триггеров, когда первый 1 ключевой элемент управляется с прямого выхода первого триггера, второй 2 ключевой элемент с инверсного выхода первого триггера, третий 3 ключевой элемент с прямого выхода второго триггера и четвертый 4 ключевой элемент с инверсного выхода второго триггера.
Предложенный формирователь биполярных импульсов тока работает следующим образом.
При подаче сигнала управления, включающего ключи 1 и 4 и выключающего ключи 2 и 3 (в устройстве по фиг. 1а) нагрузка 7 через ключи 1 и 4 и токовый двухполюсник на элементах 8oC14 оказывается подключенной к положительному источнику напряжения питания 5 и через нагрузку 7 протекает стабилизированный ток положительного напряжения.
При подаче сигнала управления, включающего ключи 2 и 3 и выключающего ключи 1 и 4, нагрузка 7 оказывается подключенной к отрицательному источнику напряжения питания 6 и через нагрузку 7 будет протекать ток отрицательного направления, величина которого будет стабилизирована также параметрами токового двухполюсника на элементах 8oC14. Длительность биполярных импульсов в нагрузке 7 определяется длительностью соответствующих сигналов управления на ключи 1oC4.
При подаче сигнала управления, включающего ключи 1 и 3 и выключающего ключи 2 и 4, ток в нагрузке 7 равен нулю, а токовый двухполюсник оказывается подключенным к биполярному источнику напряжения питания 5, 6.
При подаче сигнала управления, включающего ключи 2 и 4 и выключающего ключи 1 и 3, ток в нагрузке 7 также равен нулю и токовый двухполюсник оказывается отключенным от биполярного источника напряжения 5, 6.
Устройство по фиг. 1б работает аналогично, в нем сигналы управления подаются только на ключи 1 и 3.
Таким образом, предлагаемый формирователь биполярных импульсов тока может эксплуатироваться в нескольких режимах, при которых в нагрузке формируются импульсы токов разной полярности.
Токовый двухполюсник на элементах 8oC14 позволяет стабилизировать ток нагрузки на уровне, определяемой величиной:
Iн (Uo Uбэ)(R1 + R2)/R2R3,
где: Uo напряжение стабилизации опорного стабилитрона 14,
Uбэ напряжение стабилизации перехода база-эмиттер третьего транзистора 10,
R1, R2, R3 номиналы резисторов 11, 12, 13 соответственно.
Iн (Uo Uбэ)(R1 + R2)/R2R3,
где: Uo напряжение стабилизации опорного стабилитрона 14,
Uбэ напряжение стабилизации перехода база-эмиттер третьего транзистора 10,
R1, R2, R3 номиналы резисторов 11, 12, 13 соответственно.
По своей структуре построен на базе отражателя токов на первом 8 и втором 9 транзисторах и первом 11 и втором 12 резисторах. Выходная шина отражателя токов, представленная коллектором второго 9 транзистора, запитывает опорный стабилитрон 14. Входная шина отражателя токов образована коллектором первого 9 транзистора. Входной ток отражателя токов Iк1 стабилизирован цепью обратной связи с эмиттером третьего 10 транзистора на базу первого 8 транзистора на уровне, определяемой величиной:
Iк1 (Uo Uбэ)/R3.
Iк1 (Uo Uбэ)/R3.
База третьего 10 транзистора подключена и к выходной шине отражателя токов и к выводу опорного стабилитрона 14, поэтому, в токовом двухполюснике производится автостабилизация тока через опорный стабилитрон 14 на уровне величины:
Iк2 Iк1>R1/R2.
Iк2 Iк1>R1/R2.
Надежность начального запуска токового двухполюсника обеспечена включением первого 8 и третьего 10 транзисторов по структуре составного транзистора по схеме общий эмиттер общий эмиттер, коэффициент усиления которого очень высок.
Технико-экономическое преимущество предложенного устройства состоит в упрощении организации питания устройства. Ключевые элементы, например, при их реализации на микросхемах 590 КН5 могут быть запитаны также от биполярного источника питания 5, 6.
В опытном образце устройства, реализованном на биполярных транзисторах 125 НТ1 и 2ТО622, опорном стабилитроне КС 108 и ключах 590 КН5, фронты переключения тока в нагрузке составляли 0,15-0,25 мксек при токе нагрузке 15 мА.
Claims (1)
- Формирователь биполярных импульсов эталонного тока, содержащий мостовой коммутатор из четырех ключевых элементов, токовый двухполюсник и заземленную нагрузку, при этом первая выходная шина токового двухполюсника подключена к объединенным первым выводам первого и второго ключевых элементов, вторая выходная шина к объединенным первым выводам третьего и четвертого ключевых элементов, причем вторые выводы второго и четвертого ключевых элементов через нагрузку подключены к общей шине устройства, отличающийся тем, что, с целью его упрощения, вторые выводы первого и третьего ключевых элементов подключены соответственно к первому и второму выводам биполярного источника напряжения питания, средний вывод которого подключен к обшей шине, при этом токовый двухполюсник содержит первый и второй биполярные транзисторы одного типа проводимости, третий биполярный транзистор другого типа проводимости, первый третий резисторы и опорный стабилитрон, причем первая выходная шина токового двухполюсника через первый и второй резисторы подключена соответственно к эмиттерам первого и второго транзисторов, базы которых объединены и подключены к коллектору третьего транзистора, а вторая выходная шина через третий резистор к коллектору первого и эмиттеру третьего транзисторов и через опорный стабилитрон к коллектору второго и базе третьего транзисторов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5020007 RU2065663C1 (ru) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | Формирователь биполярных импульсов эталонного тока |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5020007 RU2065663C1 (ru) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | Формирователь биполярных импульсов эталонного тока |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2065663C1 true RU2065663C1 (ru) | 1996-08-20 |
Family
ID=21593308
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5020007 RU2065663C1 (ru) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | Формирователь биполярных импульсов эталонного тока |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2065663C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2573891C1 (ru) * | 2014-06-26 | 2016-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "АВТЭКС" | Ключевой элемент с высоким уровнем безопасности |
-
1991
- 1991-07-22 RU SU5020007 patent/RU2065663C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Заявка Японии № 58-2347, кл. H 03 K 13/22, 1975. 2. Электроника. - 1977, № 21, с. 52, рис.1б. 3. Авторское свидетельство СССР № 836794, кл. H 0З К 13/20, 1979. 4. Авторское свидетельство СССР № 1587633, кл. H 03 M 1/60, 1988. 5. Авторское свидетельство СССР № 1062669, кл. G 05 F 1/56, 1988. 6. Приборы и техника эксперимента.- 1986, № 4, с. 122. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2573891C1 (ru) * | 2014-06-26 | 2016-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "АВТЭКС" | Ключевой элемент с высоким уровнем безопасности |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4885486A (en) | Darlington amplifier with high speed turnoff | |
RU2065663C1 (ru) | Формирователь биполярных импульсов эталонного тока | |
KR910010877A (ko) | Ecl 회로 | |
EP0182571A3 (en) | Semiconductor switching device | |
KR900004107A (ko) | 가속 스위칭 입력회로 | |
CA1050123A (en) | Switching circuit | |
US4221980A (en) | Electrical switching means | |
US5059817A (en) | Narrow pulse generator | |
RU2035841C1 (ru) | Транзисторный ключ с защитой от перегрузки | |
SU1251315A1 (ru) | Оптоэлектронное реле | |
SU1571566A1 (ru) | Управл емый источник бипол рного эталонного напр жени | |
SU1661935A1 (ru) | Транзисторный ключ без дополнительного запирающего источника напр жени | |
SU949817A1 (ru) | Транзисторный ключ | |
SU600543A1 (ru) | Высоковольтный стабилизатор посто нного тока | |
SU877735A1 (ru) | Устройство дл управлени двухтактным транзисторным ключом | |
KR880008528A (ko) | 일체로 집적할 수 있는 극단전류 펄스 발생회로 | |
SU1145474A1 (ru) | Транзисторный ключ | |
SU725230A1 (ru) | Ключ | |
SU790327A1 (ru) | Преобразователь логических уровней | |
KR0139329B1 (ko) | 아날로그 스위치를 이용한 슈미트 트리거 | |
SU1661859A1 (ru) | Быстродействующее коммутационное устройство | |
SU748812A1 (ru) | Триггер с эмиттерной св зью на транзисторах разного типа проводимости | |
SU1582346A1 (ru) | Самозащищенный транзисторный ключ | |
SU1003345A1 (ru) | Транзисторный ключ | |
SU1188873A1 (ru) | Способ управлени силовым транзисторным ключом |