RU2210179C1

RU2210179C1 - Pulse oscillator

Info

Publication number: RU2210179C1
Application number: RU2002101955/09A
Authority: RU
Inventors: Н.А. Колчеманов; В.В. Шмырёв
Original assignee: Колчеманов Николай Александрович; Шмырёв Владислав Васильевич
Priority date: 2002-01-29
Filing date: 2002-01-29
Publication date: 2003-08-10

Abstract

FIELD: pulse equipment. SUBSTANCE: pulse oscillator includes resistor, stabilizer diode and threshold unit comprising two transistors of different conductance. Base and collector of transistor of one conductance are correspondingly connected to collector and base of transistor of another conductance, emitter of one transistor is connected to common point of second resistor and capacitor whose second lead is connected to first supply bus. Network incorporating diode, third and fourth resistors connected in series is added to oscillator circuitry. Another lead of diode is connected to second supply bus and another lead of fourth resistor is connected through stabilizer diode to first supply bus. Another lead of second resistor is connected to common point of stabilizer diode and fourth resistor. Base of transistor whose emitter is connected to common point of second resistor and capacitor is connected to common point of third and fourth resistors. Emitter of transistor of another conductance is connected through first resistor to first supply bus. EFFECT: raised noise immunity, avoidance of any delay in sending output pulse. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано в устройствах управления тиристорами, например, в устройствах охранной сигнализации, а также служить синхронизатором в электрических цепях переменного тока. The invention relates to the field of pulse technology and can be used in thyristor control devices, for example, in security alarm devices, and also serve as a synchronizer in AC electrical circuits.

Ближайшим по технической сущности к предлагаемому устройству является генератор импульсов (пат. US 4223281, RCA Corporation, 16.09.1980), содержащий пороговое устройство, состоящее из двух согласно включенных транзисторов разной проводимости, двух резисторов (зарядного и выходного), стабилитрона и конденсатора. Эмиттер транзистора п-р-п типа проводимости в пороговом устройстве соединен с общей точкой второй шины питания и выходного резистора, второй выход которого соединен с общей точкой базы того же транзистора и стабилитрона. Второй вывод стабилитрона соединен с общей точкой зарядного резистора и эмиттера транзистора р-п-р типа проводимости в пороговом устройстве. Между общей точкой зарядного резистора и порогового устройства включен конденсатор. Closest to the technical nature of the proposed device is a pulse generator (US Pat. US 4223281, RCA Corporation, 09.16.1980), containing a threshold device consisting of two transistors of different conductivity, two resistors (charging and output), a zener diode and a capacitor. The emitter of the conductivity type transistor in the threshold device is connected to a common point of the second power bus and output resistor, the second output of which is connected to a common base point of the same transistor and zener diode. The second output of the zener diode is connected to a common point of the charging resistor and emitter of a transistor of the pnp type of conductivity in the threshold device. A capacitor is connected between the common point of the charging resistor and the threshold device.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В исходном состоянии пороговый элемент закрыт, конденсатор разряжен. При подаче питающего напряжения конденсатор начинает заряжаться через зарядный резистор. При напряжении на конденсаторе, равном напряжению пробоя стабилитрона, последний пропускает ток через базу транзистора п-р-п проводимости, транзистор открывается, пороговое устройство срабатывает и быстро разряжает конденсатор через выходной резистор, с которого снимают импульс. Пороговое устройство закрывается (при условии, что сквозной ток от источника питания через зарядный резистор, пороговое устройство и выходной резистор меньше тока удержания, порогового устройства, которое для транзисторов составляет порядка ~1 мА). После закрывания порогового устройства процесс заряда конденсатора повторяется и т.д. In the initial state, the threshold element is closed, the capacitor is discharged. When the supply voltage is applied, the capacitor starts charging through the charging resistor. When the voltage across the capacitor is equal to the breakdown voltage of the zener diode, the latter passes current through the base of the transistor of the conductivity transistor, the transistor opens, the threshold device operates and quickly discharges the capacitor through the output resistor, from which the pulse is removed. The threshold device is closed (provided that the through current from the power source through the charging resistor, the threshold device, and the output resistor is less than the holding current, the threshold device, which for transistors is of the order of ~ 1 mA). After closing the threshold device, the process of charging the capacitor is repeated, etc.

К недостаткам указанного устройства относится следующее. Ждущий режим генератора осуществляется при Uпит < Uстаб. Однако из-за большого общего коэффициента усиления транзисторов помехоустойчивость устройства низкая, т. е. велика вероятность ложного срабатывания генератора (ложный импульс на выходе). The disadvantages of this device include the following. The standby mode of the generator is carried out at Upit <Ustab. However, due to the large overall gain of the transistors, the noise immunity of the device is low, i.e., the probability of a false generator operation (false output pulse) is high.

Если Uпит по какой-либо причине превысит Uстаб, то выходной импульс генератора будет выдан не сразу, а с задержкой, определяемой постоянной времени цепи R зар.С, скоростью нарастания и амплитудой питающего напряжения. If Upit for some reason exceeds Ustab, then the generator output pulse will not be issued immediately, but with a delay determined by the circuit time constant R charge C, the slew rate and the amplitude of the supply voltage.

Целью предлагаемого изобретения является повышение помехоустойчивости генератора, а также исключение задержки выдачи выходного импульса. The aim of the invention is to increase the noise immunity of the generator, as well as eliminating the delay in issuing the output pulse.

Указанная цель достигается тем, что в генераторе импульсов, содержащем стабилитрон, два резистора и пороговое устройство, состоящие из двух транзисторов разной проводимости, причем база и коллектор транзистора одной проводимости соединены соответственно с коллекторами базы транзистора другой проводимости, эмиттер одного из транзисторов соединен с общей точкой второго резистора и конденсатора, второй вывод которого соединен с первой шиной питания, дополнительно введена цепь из последовательно включенных диода, третьего и четвертого резисторов. Другой вывод диода соединен с второй шиной питания, а второй вывод четвертого резистора через стабилитрон - с первой шиной питания, другой вывод второго резистора соединен с общей точкой стабилитрона и четвертого резистора, база транзистора, эмиттер которого соединен с общей точкой второго резистора и конденсатора, соединена с общей точкой третьего и четвертого резисторов, а эмиттер транзистора другой проводимости через первый резистор - с первой шиной питания. This goal is achieved by the fact that in a pulse generator containing a zener diode, two resistors and a threshold device consisting of two transistors of different conductivity, the base and collector of a transistor of one conductivity connected respectively to the base collectors of a transistor of another conductivity, the emitter of one of the transistors is connected to a common point the second resistor and capacitor, the second terminal of which is connected to the first power bus, an additional circuit is introduced from the diode connected in series, the third and fourth ezistorov. The other terminal of the diode is connected to the second power bus, and the second terminal of the fourth resistor through the zener diode is connected to the first power bus, the other terminal of the second resistor is connected to the common point of the zener diode and the fourth resistor, the base of the transistor, the emitter of which is connected to the common point of the second resistor and capacitor, is connected with a common point of the third and fourth resistors, and the emitter of a transistor of different conductivity through the first resistor - with the first power bus.

Признаки, отличающие предлагаемый генератор импульсов от наиболее близкого к нему известного из патента US 4223281, RCA Corporation, 16.09.1980, характеризуют наличие дополнительно введенной цепи из последовательно соединенных диода, третьего и четвертого резисторов, включенной так, что другой вывод диода соединен с второй шиной питания, а другой вывод четвертого резистора через стабилитрон - с первой шиной питания; другой вывод второго резистора соединен с общей точкой стабилитрона и четвертого резистора; база транзистора, эмиттер которого соединен с общей точкой второго резистора и конденсатора, соединена с общей точкой третьего и четвертого резисторов, а эмиттер транзистора другой проводимости через первый резистор - с первой шиной питания. Signs that distinguish the proposed pulse generator from the closest known from US patent 4223281, RCA Corporation, 09.16.1980, characterize the presence of an additionally introduced circuit of series-connected diode, third and fourth resistors, connected so that the other terminal of the diode is connected to the second bus power supply, and the other output of the fourth resistor through the zener diode - with the first power bus; the other terminal of the second resistor is connected to a common point of the zener diode and the fourth resistor; the base of the transistor, the emitter of which is connected to a common point of the second resistor and capacitor, is connected to the common point of the third and fourth resistors, and the emitter of a transistor of other conductivity through the first resistor to the first power bus.

При диоде и стабилитроне, включенных катодом к первой и второй шинам питания соответственно, к общей точке четвертого резистора и конденсатора подключен эмиттер транзистора типа n-p-n, база которого соединена с общей точкой первого и второго резисторов, а эмиттер транзистора p-n-p соединен с вторым выводом третьего резистора. When the diode and the zener diode are connected by the cathode to the first and second power buses, respectively, the emitter of the n-p-n transistor is connected to the common point of the fourth resistor and capacitor, the base of which is connected to the common point of the first and second resistors, and the emitter of the transistor p-n-p is connected to the second output of the third resistor.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого генератора импульсов для получения импульса положительной полярности,
На фиг. 2 представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого генератора для получения импульса отрицательной полярности.In FIG. 1 shows a circuit diagram of the proposed pulse generator to obtain a pulse of positive polarity,
In FIG. 2 shows a circuit diagram of the proposed generator to obtain a pulse of negative polarity.

Генератор импульсов согласно фиг.1 содержит включенные последовательно диод 1, резисторы 2 и 3, стабилитрон 4. Диод 4 анодом подключен к первой шине питания 5, а стабилитрон 4 - катодом к второй шине питания 6. Пороговое устройство состоит из транзистора 7 типа р-п-р и транзистора 8 типа п-р-п. База транзистора 7 соединена с коллектором транзистора 8 и с общей точкой резисторов 2 и 3. Конденсатор 9 одним концом соединен с шиной питания 6, вторым - с одним концом дополнительного резистора 10, другой конец которого соединен с общей точкой резистора 3 и стабилитрона 4. Эмиттер транзистора 7 соединен с общей точкой резистора 10 и конденсатора 9. Эмиттер транзистора 8 соединен с резистором 11, второй конец которого соединен с шиной питания 6. База транзистора 8 соединена с коллектором транзистора 7. The pulse generator according to figure 1 contains a series-connected diode 1, resistors 2 and 3, a zener diode 4. A diode 4 is connected by an anode to the first power bus 5, and a zener diode 4 is connected by a cathode to the second power bus 6. The threshold device consists of a transistor 7 of type p- p-p and transistor 8 type p-p-p. The base of the transistor 7 is connected to the collector of the transistor 8 and to the common point of the resistors 2 and 3. The capacitor 9 is connected at one end to the power bus 6, the other to one end of the additional resistor 10, the other end of which is connected to the common point of the resistor 3 and the zener diode 4. Emitter transistor 7 is connected to a common point of resistor 10 and capacitor 9. The emitter of transistor 8 is connected to resistor 11, the second end of which is connected to the power bus 6. The base of transistor 8 is connected to the collector of transistor 7.

Генератор импульсов (фиг.2) содержит последовательно включенные диод 1, резисторы 2 и 3, стабилитрон 4. Диод 1 катодом подключен к первой шине питания 5, а стабилитрон 4 катодом подключен к второй шине питания 6. Пороговое устройство состоит из транзистора 7 типа п-р-п и транзистора 8 типа р-п-р. База транзистора 7 соединена с коллектором транзистора 8 и с общей точкой резисторов 2 и 3. Конденсатор 9 одним концом соединен с шиной питания 6, вторым концом - с первым выводом дополнительного резистора 10, другой вывод которого соединен с общей точкой резистора 3 и стабилитрона 4. Эмиттер транзистора 7 соединен с общей точкой резистора 10 и конденсатора 9. Эмиттер транзистора 8 соединен с резистором 11, второй вывод которого соединен с шиной питания 6. База транзистора 8 соединена с коллектором транзистора 7. The pulse generator (figure 2) contains a series-connected diode 1, resistors 2 and 3, a zener diode 4. A diode 1 is connected by a cathode to the first power bus 5, and a zener diode 4 is connected by a cathode to the second power bus 6. The threshold device consists of a transistor 7 of type p -r-p and transistor 8 type r-p-p. The base of the transistor 7 is connected to the collector of the transistor 8 and to the common point of the resistors 2 and 3. The capacitor 9 is connected at one end to the power bus 6, the second end to the first terminal of the additional resistor 10, the other terminal of which is connected to the common point of the resistor 3 and zener diode 4. The emitter of transistor 7 is connected to a common point of resistor 10 and capacitor 9. The emitter of transistor 8 is connected to resistor 11, the second terminal of which is connected to the power bus 6. The base of transistor 8 is connected to the collector of transistor 7.

Работа генератора импульсов осуществляется следующим образом. The operation of the pulse generator is as follows.

В исходном состоянии подается напряжение на шины питания 5 и 6. Конденсатор 9 заряжается до напряжения стабилизации стабилитрона 4. Протекающий по резистору 3 ток создает на нем падение напряжения при токе, протекающем от диода 1 к стабилитрону 4, плюсом приложенное к базе транзистора 7, а минусом - через резистор 10 к эмиттеру транзистора 7. Таким образом, транзистор 7, а следовательно, и транзистор 8 заперты и их самопроизвольное открывание невозможно. В таком состоянии устройство может находиться как угодно долго. In the initial state, voltage is supplied to the power buses 5 and 6. The capacitor 9 is charged to the stabilization voltage of the zener diode 4. The current flowing through the resistor 3 creates a voltage drop across it at the current flowing from the diode 1 to the zener diode 4, plus applied to the base of the transistor 7, and minus - through a resistor 10 to the emitter of transistor 7. Thus, the transistor 7, and therefore the transistor 8 are locked and their spontaneous opening is impossible. In this state, the device can be as long as desired.

При падении напряжения между шинами 5 и 6 ниже напряжения стабилитрона 4 и на конденсаторе 9 транзистор 7 открывается, т.к. напряжение на его эмиттере стало выше напряжения на его базе. Протекающий по транзистору 7 ток открывает транзистор 8, т.е. пороговое устройство срабатывает. Транзисторы 7 и 8 скачком открываются до полного насыщения и конденсатор разряжается через резистор 11, с которого снимается выходной импульс положительной полярности. When the voltage drops between the buses 5 and 6 below the voltage of the zener diode 4 and on the capacitor 9, the transistor 7 opens, because the voltage at its emitter has become higher than the voltage at its base. The current flowing through transistor 7 opens transistor 8, i.e. threshold device is triggered. Transistors 7 and 8 jump open to full saturation and the capacitor is discharged through a resistor 11, from which the output pulse of positive polarity is removed.

При протекании тока от стабилитрона к катоду (фиг.2) с резистора 11 снимается выходной импульс отрицательной полярности. When the current flows from the zener diode to the cathode (figure 2) from the resistor 11 is removed the output pulse of negative polarity.

Для работы предлагаемого генератора импульсов не требуется подбора каких-либо элементов, что упрощает и удешевляет его изготовление. For the operation of the proposed pulse generator does not require the selection of any elements, which simplifies and reduces the cost of its manufacture.

Генератор может выдавать импульсы разной полярности, что расширяет возможности его применения. The generator can produce pulses of different polarity, which expands the possibilities of its application.

Кроме того, напряжение на конденсаторе вдвое ниже, чем в прототипе, и конденсатор 9 с резистором 10 образует дополнительный RC фильтр, что позволяет значительно увеличить помехоустойчивость генератора. In addition, the voltage across the capacitor is two times lower than in the prototype, and the capacitor 9 with the resistor 10 forms an additional RC filter, which can significantly increase the noise immunity of the generator.

В настоящее время изготовлены 50 генераторов импульсов, которые безотказно работают в лабораторных установках. Currently, 50 pulse generators have been manufactured, which operate flawlessly in laboratory installations.

Claims

A pulse generator comprising a resistor, a zener diode and a threshold device consisting of two transistors, the base and collector of a transistor of one conductivity connected respectively to the collector and base of a transistor of another conductivity; the emitter of one of the transistors is connected to a common point of the second resistor and capacitor, the second output of which is connected to the first power bus, characterized in that an additional circuit is introduced from the diode, the third and fourth resistors connected in series, the other output of the diode connected to the second power bus, and another output of the fourth resistor through the zener diode - with the first power bus; the other terminal of the second resistor is connected to a common point of the zener diode and the fourth resistor; the base of the transistor, the emitter of which is connected to a common point of the second resistor and capacitor, is connected to the common point of the third and fourth resistors, and the emitter of a transistor of other conductivity through the first resistor to the first power bus.