RU2191466C2

RU2191466C2 - Pulse generator

Info

Publication number: RU2191466C2
Application number: RU2000104653A
Authority: RU
Inventors: А.В. Воскресенский
Original assignee: Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения"
Priority date: 2000-02-24
Filing date: 2000-02-24
Publication date: 2002-10-20

Abstract

FIELD: pulse engineering, applicable in general-purpose electronic circuits. SUBSTANCE: the pulse generator uses two power sources of opposite polarities combined by a common busbar, N switching transistors connecting N+1 reservoir capacitors to a series-connected circuit, N-1 first and second diodes, two third diodes via which the reservoir capacitors are charged. EFFECT: expanded functional capacity due to generation of pulses of positive and negative polarities in the load, and reduced power consumption by the pulse generator. 1 dwg

Description

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в схемах генераторов импульсов специальной формы, импульсных модуляторах. The invention relates to a pulse technique and can be used in circuits of pulse generators of a special form, pulse modulators.

Известен генератор импульсов по а. с. 1127100, содержащий N ключевых транзисторов, соединенных коллекторно-эмиттерными переходами через накопительные конденсаторы в последовательную цепь, N первых и N вторых диодов, соединенных с соответствующими обкладками накопительных конденсаторов, третий диод, соединенный с выходной шиной и через нагрузочный резистор с первой шиной источника питания, входной транзистор, база которого соединена с одним из входов источника управляющих импульсов. Known pulse generator for a. from. 1127100, comprising N key transistors connected by collector-emitter junctions through the storage capacitors to a series circuit, N first and N second diodes connected to the respective plates of the storage capacitors, a third diode connected to the output bus and through the load resistor to the first bus of the power source, input transistor, the base of which is connected to one of the inputs of the source of control pulses.

Недостатками этого генератора импульсов являются потери энергии на первых и вторых диодах при заряде и дополнительные потери при разряде накопительных конденсаторов в нагрузку. The disadvantages of this pulse generator are the energy losses on the first and second diodes during charging and additional losses during the discharge of storage capacitors into the load.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является генератор импульсов по а. с. 406296, содержащий N ключевых транзисторов, соединенных коллекторно-эмиттерными переходами через накопительные конденсаторы в последовательную цепь, обкладки накопительных конденсаторов через соответствующие первые и вторые диоды соединены соответственно с первой шиной источника питания и с коллектором входного транзистора, эмиттер которого соединен с второй шиной источника питания, а база через резистор соединена с источником управляющих импульсов, третий диод, соединенный с выходной шиной и через нагрузочный резистор - с первой шиной источника питания. The closest technical solution to the proposed invention is a pulse generator in a. from. 406296, containing N key transistors connected by collector-emitter junctions through the storage capacitors to the serial circuit, the storage capacitor plates through the corresponding first and second diodes are connected respectively to the first bus of the power source and to the collector of the input transistor, the emitter of which is connected to the second bus of the power source, and the base is connected through a resistor to the source of control pulses, the third diode connected to the output bus and through the load resistor to the first bus power source.

Однако в данном устройстве отсутствует возможность получения разнополярных импульсов и возникают потери энергии накопительных конденсаторов в цепях управления ключевых транзисторов, вследствие чего снижается амплитуда выходных импульсов и увеличивается энергопотребление устройства. However, in this device, it is not possible to obtain bipolar pulses and energy losses occur in the storage capacitors in the control circuits of the key transistors, as a result of which the amplitude of the output pulses decreases and the power consumption of the device increases.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности получения импульсов либо положительной, либо отрицательной полярности в нагрузке и снижение потерь энергии накопительных конденсаторов. The objective of the invention is to expand the functionality of the device by providing the ability to receive pulses of either positive or negative polarity in the load and reduce energy losses of storage capacitors.

Поставленная задача достигается за счет того, что в генератор импульсов, содержащий источник питания, N ключевых транзисторов, соединяющих коллекторно-эмиттерными переходами N+1 накопительных конденсаторов в последовательную цепь, а базы N ключевых транзисторов подключены к устройству управления, N-1 первых диодов, соединяющих катодами одни обкладки N накопительных конденсаторов, а анодами соединенных с одной из обкладок N+1 накопительного конденсатора и с одним из выводов ограничительного первого резистора, второй вывод которого соединен с шиной первого источника питания, N-1 вторых диодов, аноды которых соединены с другими обкладками N накопительных конденсаторов, катоды N-1 вторых диодов соединены с одной из обкладок первого накопительного конденсатора, третий диод, соединенный катодом с другой обкладкой первого накопительного конденсатора, а анодом - с общей шиной, для получения на выходе генератора импульсов либо положительной полярности на положительной выходной шине, либо импульсов отрицательной полярности на отрицательной выходной шине, в него введены дополнительный третий диод, второй источник питания, второй ограничительный резистор, анод дополнительного третьего диода подключен к другой обкладке N+1 накопительного конденсатора, а катод - к общей шине, катоды N-1 вторых диодов соединены с одним из выводов второго ограничительного резистора, второй вывод которого подключен к шине второго источника питания, противоположной полярности первому. The problem is achieved due to the fact that in the pulse generator containing the power source, N key transistors connecting the collector-emitter junctions of N + 1 storage capacitors in a serial circuit, and the base of N key transistors are connected to the control device, N-1 of the first diodes, connecting the plates of N storage capacitors by cathodes, and by the anodes connected to one of the plates of N + 1 storage capacitor and to one of the terminals of the first limiting resistor, the second terminal of which is connected with the bus of the first power source, N-1 second diodes, the anodes of which are connected to other plates of N storage capacitors, the cathodes N-1 of the second diodes are connected to one of the plates of the first storage capacitor, the third diode connected by the cathode to another plate of the first storage capacitor, and anode - with a common bus, to receive pulses of either positive polarity on the positive output bus or pulses of negative polarity on the negative output bus at the output of the generator, an extra the third diode, the second power source, the second limiting resistor, the anode of the additional third diode is connected to another plate N + 1 of the storage capacitor, and the cathode is connected to the common bus, the cathodes N-1 of the second diodes are connected to one of the terminals of the second limiting resistor, the second terminal which is connected to the bus of the second power source, the opposite polarity of the first.

Использование двух источников питания, объединенных общей шиной, позволило через первые, вторые и третьи диоды производить заряд накопительных конденсаторов без соединения их с общей шиной. The use of two power supplies combined by a common bus made it possible to charge storage capacitors through the first, second, and third diodes without connecting them to a common bus.

Для получения только положительного импульса в нагрузке она подключается к положительной выходной шине и к общей шине, при этом отрицательная выходная шина соединена с общей шиной. To receive only a positive impulse in the load, it is connected to the positive output bus and to the common bus, while the negative output bus is connected to the common bus.

Для получения только отрицательного импульса в нагрузке она подключается к отрицательной выходной шине и общей шине, при этом положительная выходная шина соединена с общей шиной. To receive only a negative impulse in the load, it is connected to the negative output bus and the common bus, while the positive output bus is connected to the common bus.

При прохождении импульсов через нагрузку исключаются дополнительные потери энергии в первых, вторых и третьих диодах. When the pulses pass through the load, additional energy losses in the first, second and third diodes are eliminated.

Изобретение поясняется графическим материалом. На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема генератора импульсов. The invention is illustrated by graphic material. Figure 1 presents a circuit diagram of a pulse generator.

Генератор импульсов содержит первые диоды 1-1, 1-2...1-(N-1), вторые диоды 2-1, 2-1. . .2-(N-1), третьи диоды 3-1, 3-2, ключевые транзисторы 4-1, 4-2. ..4-(N-1), 4-N, накопительные конденсаторы 5-1, 5-2...5-(N-1), 5-N, 5-(N+1), ограничительные резисторы 6-1, 6-2, шину первого источника питания 7, шину второго источника питания 8, общую шину 9, положительную выходную шину 10, отрицательную выходную шину 11, устройство управления 12. The pulse generator contains the first diodes 1-1, 1-2 ... 1- (N-1), the second diodes 2-1, 2-1. . .2- (N-1), third diodes 3-1, 3-2, key transistors 4-1, 4-2. ..4- (N-1), 4-N, storage capacitors 5-1, 5-2 ... 5- (N-1), 5-N, 5- (N + 1), termination resistors 6- 1, 6-2, the bus of the first power source 7, the bus of the second power source 8, the common bus 9, the positive output bus 10, the negative output bus 11, the control device 12.

Ключевые транзисторы 4-1, 4-2...4-(N-1), 4-N соединяют коллекторно-эмиттерными переходами накопительные конденсаторы 5-1, 5-2...5-(N-1), 5-N, 5-(N+1) в последовательную цепь. Базы ключевых транзисторов подключены к устройству управления 12, осуществляющему одновременное отпирание и запирание ключевых транзисторов. Первые диоды 1-1, 1-2...1-(N-1) соединяют катодами одни обкладки накопительных конденсаторов 5-2...5-(N-1), 5-N и коллекторы транзисторов 4-1, 4-2...4-(N-1), аноды этих диодов соединены с одной из обкладок 5-(N+1) накопительного конденсатора, коллектором транзистора 4-N и с одним из выводов ограничительного первого резистора 6-1, второй вывод которого соединен с шиной первого источника питания 7. Вторые диоды 2-1, 2-2... 2-(N-1) аноды которых соединены с другими обкладками накопительных конденсаторов 5-2. . . 5-(N-1), 5-N и эмиттерами транзисторов 4-2...4-(N-1), 4-N, катоды этих диодов соединены с одной из обкладок первого накопительного конденсатора 5-1, выводом эмиттера ключевого транзистора 4-1 и с одним из выводов второго ограничительного резистора 6-2, второй вывод которого подключен к шине второго источника питания 8 противоположной полярности первому 7. Третий диод 3-1, соединенный катодом с другой обкладкой первого накопительного конденсатора 5-1 и положительной выходной шиной 10, а анодом - к общей шине 9. Анод дополнительного третьего диода 3-2 подключен к другой обкладке 5-(N+1) накопительного конденсатора и отрицательной выходной шине 11, а катод - к общей шине 9. Key transistors 4-1, 4-2 ... 4- (N-1), 4-N connect the collector-emitter junctions with storage capacitors 5-1, 5-2 ... 5- (N-1), 5- N, 5- (N + 1) in a series circuit. The base of the key transistors are connected to the control device 12, which simultaneously unlocks and locks the key transistors. The first diodes 1-1, 1-2 ... 1- (N-1) connect the plates of the storage capacitors 5-2 ... 5- (N-1), 5-N and the collectors of transistors 4-1, 4 with cathodes -2 ... 4- (N-1), the anodes of these diodes are connected to one of the plates of 5- (N + 1) storage capacitor, the collector of the transistor 4-N and to one of the terminals of the first limiting resistor 6-1, the second terminal which is connected to the bus of the first power source 7. The second diodes 2-1, 2-2 ... 2- (N-1) whose anodes are connected to other plates of the storage capacitors 5-2. . . 5- (N-1), 5-N and emitters of transistors 4-2 ... 4- (N-1), 4-N, the cathodes of these diodes are connected to one of the plates of the first storage capacitor 5-1, the output of the key emitter transistor 4-1 and with one of the terminals of the second limiting resistor 6-2, the second terminal of which is connected to the bus of the second power source 8 of the opposite polarity to the first 7. The third diode 3-1 connected by the cathode to the other lining of the first storage capacitor 5-1 and positive output bus 10, and the anode to the common bus 9. The anode of the additional third diode 3-2 is connected to nother plate of the 5- (N + 1) of the storage capacitor and the negative output line 11 and the cathode - to the common bus 9.

Генератор импульсов работает следующим образом. The pulse generator operates as follows.

При включении источников питания 7 и 8 происходит заряд накопительных конденсаторов 5-1, 5-2...5-(N-1), 5-N, 5-(N+1), через ограничительные резисторы 6-1, 6-2, через первые 1-1, 1-2...1-(N-1), вторые 2-1, 2-2...2-(N-1) и третьи диоды 3-1, 3-2. When you turn on the power supplies 7 and 8, the storage capacitors 5-1, 5-2 ... 5- (N-1), 5-N, 5- (N + 1) are charged through the limiting resistors 6-1, 6- 2, through the first 1-1, 1-2 ... 1- (N-1), the second 2-1, 2-2 ... 2- (N-1) and the third diodes 3-1, 3-2 .

Для получения положительного импульса в нагрузке она подключается к положительной выходной шине 10 и общей шине 9, при этом отрицательная выходная шина 11 подключена к общей шине 9. To obtain a positive impulse in the load, it is connected to the positive output bus 10 and the common bus 9, while the negative output bus 11 is connected to the common bus 9.

Для получения отрицательного импульса в нагрузке она подключается к отрицательной выходной шине 11 и к общей шине 9, при этом положительная выходная шина 10 подключена к общей шине 9. To obtain a negative impulse in the load, it is connected to the negative output bus 11 and to the common bus 9, while the positive output bus 10 is connected to the common bus 9.

При поступлении управляющего импульса от устройства управления 12 открываются ключевые транзисторы 4-1, 4-2...4-(N-1), 4-N, соединяющие коллекторно-эмиттерными переходами накопительные конденсаторы 5-1, 5-2...5-(N-1), 5-N, 5-(N+1) в последовательную цепь. Напряжения накопительных конденсаторов суммируются и их суммарное напряжение поступает в нагрузку, подключенную как указано выше. Upon receipt of the control pulse from the control device 12, the key transistors 4-1, 4-2 ... 4- (N-1), 4-N are opened, connecting the storage capacitors 5-1, 5-2 ... with collector-emitter junctions 5- (N-1), 5-N, 5- (N + 1) in a series circuit. The voltages of the storage capacitors are added up and their total voltage is supplied to the load connected as described above.

Амплитуда импульса примерно равна N(U1+U2), где U1 и U2 -напряжения источников питания. По истечении времени, равного длительности управляющего импульса, ключевые транзисторы закрываются. Далее процесс повторяется. The amplitude of the pulse is approximately equal to N (U1 + U2), where U1 and U2 are the voltage of the power sources. After a time equal to the duration of the control pulse, the key transistors are closed. The process is then repeated.

Положительный эффект от использования изобретения заключается в том, что функциональные возможности генератора импульсов расширены по сравнению с прототипом за счет обеспечения возможности получения положительных либо отрицательных импульсов на выходе устройства и снижения потерь энергии накопительных конденсаторов. The positive effect of the use of the invention lies in the fact that the functionality of the pulse generator is expanded compared to the prototype by providing the possibility of obtaining positive or negative pulses at the output of the device and reducing energy losses of storage capacitors.

Источники информации
1. Прототип - а.с. 406296, кл. Н 03 К 3/53.Sources of information
1. Prototype - a.s. 406296, cl. H 03 K 3/53.

2. Аналог - а.с. 1127100, кл. Н 03 К 3/53. 2. Analog - A. with. 1127100, cl. H 03 K 3/53.

Claims

A pulse generator containing a power source, N key transistors connecting the collector-emitter junctions of N + 1 storage capacitors to a serial circuit, and the bases of N key transistors are connected to the control device, N-1 of the first diodes connecting the cathodes of one plate of N storage capacitors, and anodes connected to one of the plates of the (N + 1) -th storage capacitor and to one of the terminals of the first limiting resistor, the second terminal of which is connected to the first bus of the first power source, N-1 W of various diodes, the anodes of which are connected to other plates of N storage capacitors, the cathodes N-1 of the second diodes are connected to one of the plates of the first storage capacitor, the third diode connected by the cathode to the other plate of the first storage capacitor, and the anode with a common bus, characterized in that an additional third diode is introduced, a second power supply of opposite polarity to the first, a second limiting resistor, the anode of the additional third diode is connected to another lining of the (N + 1) -th storage condensate pa and the cathode - to the common bus, cathodes N-1 second diode connected to one of the terminals of the second limiting resistor, a second end connected to the second power supply bus opposite to the first polarity.