RU2557475C1

RU2557475C1 - Avalanche-based impulse generator with increased efficiency factor and pulse-repetition rate (versions)

Info

Publication number: RU2557475C1
Application number: RU2014122671/08A
Authority: RU
Inventors: Евгений Леонидович Пущин
Original assignee: Евгений Леонидович Пущин
Priority date: 2014-06-03
Filing date: 2014-06-03
Publication date: 2015-07-20

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: according to the first version the impulse generator comprises a storage capacitor, a diode coupled back-to-back to an emitter-base junction of an avalanche transistor, which base is connected through a limiting resistor to the source of the cutoff voltage, a charging choke, a power supply source, at that the storage capacitor is connected by its first output to a collector of the avalanche transistor and by its second output it is connected through a load to an emitter of the avalanche transistor and common wire. According to the second version the impulse generator comprises the storage capacitor, the limiting resistor, the charging choke, which first output is connected to the power supply source and its second output is connected to the collector of the avalanche transistor, the control transistor, to which collector the second output of the limiting resistor is connected, at that the base of the control transistor through a stabilitron is connected to the emitter of the avalanche transistor and through a bypass resistor to its emitter and common wire.

EFFECT: improved operational reliability at the multiple increase of the impulse frequency.

4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано там, где удаление излишнего тепла обходится особенно дорого, например в космосе, геофизических исследованиях, а также в импульсных схемах различного назначения.The invention relates to a pulse technique and can be used where the removal of excess heat is particularly expensive, for example in space, geophysical exploration, as well as in pulse circuits for various purposes.

Известен генератор импульсов тока на тиристоре, имеющем S-образную вольт-амперную характеристику (ВАХ), содержащий зарядный дроссель, развязывающий диод, накопительный конденсатор, разрядный дроссель с вентилем и селективную цепь, причем разрядный дроссель с вентилем и селективная цепь включены между катодом тиристора и отрицательной шиной источника питания (А.С. №354540, МПК H03K 3/335, опубл. 09.11.1972 г.).A known thyristor current pulse generator having an S-shaped current-voltage characteristic (CVC), comprising a charge reactor, a decoupling diode, a storage capacitor, a discharge reactor with a valve and a selective circuit, the discharge reactor with a valve and a selective circuit connected between the thyristor cathode and negative bus power supply (AS No. 354540, IPC H03K 3/335, publ. 11/09/1972).

Недостатком данного устройства является использование тиристора, который работает медленнее по сравнению с лавинным транзистором. Нестандартное использование тиристора в качестве емкости в высокочастотных процессах затрудняет расчет и реализацию схемы генератора. Наличие двух дополнительных дросселей и сверхвысокочастотных диодов в разрядной цепи, используемых для формирования короткого импульса, усложняет и удорожает схему.The disadvantage of this device is the use of a thyristor, which works slower compared to an avalanche transistor. The non-standard use of the thyristor as a capacitance in high-frequency processes complicates the calculation and implementation of the generator circuit. The presence of two additional chokes and microwave diodes in the discharge circuit, used to form a short pulse, complicates and increases the cost of the circuit.

Наиболее близким к предложенному является генератор наносекундных импульсов, основанный на базовой схеме, с использованием лавинного транзистора со стороны коллектора, имеющего S-образную вольт-амперную характеристику (В.П. Дьяконов. Лавинные транзисторы и тиристоры. Теория и применение. Серия «Компоненты и технологии». - М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2012, с. 58). Схема этого генератора является основой для большинства устройств, выполненных на лавинных транзисторах. Она содержит цепь питания базы, служащую для создания условий лавинного пробоя, в которую входят резистор, ограничивающий ток базы от источника запирающего напряжения, разделительный конденсатор для передачи импульса запуска на базу и защитный диод, включенный встречно-параллельно с переходом эмиттер-база лавинного транзистора, зарядный резистор, через который осуществляется заряд накопительного конденсатора, и резистор нагрузки, включенный последовательно в цепь разряда накопительного конденсатора через лавинный транзистор.Closest to the proposed one is a nanosecond pulse generator based on a basic circuit using an avalanche transistor on the collector side having an S-shaped current-voltage characteristic (V.P. Dyakonov. Avalanche transistors and thyristors. Theory and application. Series “Components and technology. ”- M.: SOLON-PRESS, 2012, p. 58). The circuit of this generator is the basis for most avalanche transistor devices. It contains the base power circuit, which serves to create avalanche breakdown conditions, which includes a resistor that limits the base current from the source of the blocking voltage, an isolation capacitor for transmitting the start pulse to the base, and a protective diode connected in parallel with the emitter-base transition of the avalanche transistor, a charging resistor through which the storage capacitor is charged, and a load resistor connected in series to the discharge capacitor discharge circuit through an avalanche transistor.

Недостатком генератора на основе этой схемы является низкий кпд заряда накопительного конденсатора через зарядный резистор, асимптотически приближающийся к 50% при приближении напряжения заряда к напряжению источника питания (см., например, Я.Б. Зельдович, И.М. Яглом. Высшая математика для начинающих физиков и техников. М.: Наука, 1982, с. 380). Если для сокращения интервалов между импульсами напряжение питания поднимают выше требуемого напряжения заряда, то независимо от величины зарядного резистора кпд заряда приближается к нулю, так как падение напряжения на балластном резисторе и, следовательно, выделяемая на нем мощность соответственно возрастают. Этим фактором, в частности, объясняются низкие возможности повышения частоты следования импульсов для этой схемы заряда. Применение источников тока для повышения частоты импульсов значительно усложняет конструкцию, не решая проблемы потерь на тепловыделение и уменьшения нагрузки на лавинный транзистор при переключениях.The disadvantage of the generator based on this scheme is the low charge efficiency of the storage capacitor through the charging resistor, asymptotically approaching 50% when the charge voltage approaches the voltage of the power source (see, for example, Ya.B. Zel'dovich, I.M. Yaglom. Higher mathematics for novice physicists and technicians.M .: Nauka, 1982, p. 380). If, to reduce the intervals between pulses, the supply voltage is raised above the required charge voltage, then regardless of the value of the charging resistor, the charge efficiency approaches zero, since the voltage drop across the ballast resistor and, consequently, the power allocated to it increase accordingly. This factor, in particular, explains the low potential for increasing the pulse repetition rate for this charge circuit. The use of current sources to increase the pulse frequency significantly complicates the design without solving the problems of heat loss and reducing the load on the avalanche transistor during switching.

Предлагаемое изобретение направлено на создание энергосберегающей схемы генератора импульсов наносекундного диапазона с возможностью многократного повышения частоты импульсов, с пониженным напряжением питания, что особенно важно в длительно изолированных системах, использующих источники энергии низкого качества, например солнечные батареи или радиоактивность.The present invention is directed to creating an energy-saving circuit of a nanosecond pulse generator with the possibility of repeatedly increasing the frequency of pulses with a reduced supply voltage, which is especially important in long-isolated systems using low-quality energy sources, such as solar panels or radioactivity.

Поставленная задача решается генератором импульсов на лавинном транзисторе с использованием S-образной вольт-амперной характеристики со стороны коллектора, содержащим накопительный конденсатор, подключенный первым выводом к коллектору лавинного транзистора, вторым выводом через нагрузку соединенный с эмиттером лавинного транзистора и общим проводом, диод, включенный встречно-параллельно переходу эмиттер-база лавинного транзистора, база которого соединена через ограничительный резистор с источником запирающего напряжения, который в отличие от прототипа содержит зарядный дроссель, один вывод которого подключен к источнику питания, а второй - к коллектору лавинного транзистора и к первому выводу накопительного конденсатора, другой вывод которого через нагрузку соединен с эмиттером лавинного транзистора и общим проводом.The problem is solved by a pulse generator on an avalanche transistor using an S-shaped current-voltage characteristic from the collector side, containing a storage capacitor connected to the collector of the avalanche transistor by the first output, the second output through the load connected to the avalanche transistor emitter and a common wire, the diode connected in the opposite direction - parallel to the emitter-base transition of the avalanche transistor, the base of which is connected through a limiting resistor to a source of blocking voltage, which Unlike the prototype includes a charging choke having one end connected to a power source, and the second - to a collector of an avalanche transistor and to the first terminal of the storage capacitor, the other terminal of which is through a load connected to the emitter of avalanche transistor and the common wire.

Поставленная задача решается также генератором импульсов на лавинном транзисторе с использованием S-образной вольт-амперной характеристики со стороны коллектора, содержащим накопительный конденсатор, подключенный первым выводом к коллектору лавинного транзистора, вторым выводом через нагрузку соединенный с эмиттером лавинного транзистора, база которого соединена с первым выводом ограничительного резистора, который в отличие от прототипа содержит зарядный дроссель, один вывод которого подключен к источнику питания, а второй - к коллектору лавинного транзистора и к первому выводу накопительного конденсатора, управляющий транзистор, к коллектору которого подсоединен второй вывод ограничительного резистора, причем база управляющего транзистора через стабилитрон соединена с эмиттером лавинного транзистора, а через шунтирующий резистор - со своим эмиттером и общим проводом.The problem is also solved by the pulse generator on the avalanche transistor using an S-shaped volt-ampere characteristic on the collector side, containing a storage capacitor connected to the collector of the avalanche transistor by the first terminal, and the second terminal through the load connected to the emitter of the avalanche transistor, the base of which is connected to the first terminal limiting resistor, which, unlike the prototype, contains a charging choke, one output of which is connected to a power source, and the second to a call the avalanche transistor vector and the first output of the storage capacitor, the control transistor, to the collector of which the second output of the limiting resistor is connected, and the base of the control transistor is connected through a zener diode to the emitter of the avalanche transistor, and through a shunt resistor to its emitter and a common wire.

Согласно изобретению в генераторе импульсов последовательно с зарядным дросселем может быть включен развязывающий диод.According to the invention, a decoupling diode can be connected in series with the charge inductor in the pulse generator.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена электрическая схема генератора импульсов на лавинном транзисторе с подключением к источнику запирающего напряжения, на фиг. 2 - схема генератора импульсов на лавинном транзисторе без подключения к источнику запирающего напряжения с использованием схемы управления лавинным транзистором, на фиг. 3 - график напряжения на коллекторе при заряде и разряде накопительного конденсатора, на фиг. 4 - график напряжения на коллекторе с развязывающим диодом в цепи заряда.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 is an electrical diagram of an avalanche-based pulse generator connected to a blocking voltage source; FIG. 2 is a diagram of a pulse generator on an avalanche transistor without being connected to a blocking voltage source using an avalanche transistor control circuit; FIG. 3 is a graph of the voltage across the collector during charge and discharge of the storage capacitor, FIG. 4 is a graph of a voltage across a collector with a decoupling diode in a charge circuit.

Генератор импульсов (фиг. 1) содержит лавинный транзистор 1, зарядный дроссель 2, соединяющий источник питания Ек с первым выводом накопительного конденсатора 3 и коллектором лавинного транзистора, ограничительный резистор 4, соединяющий базу транзистора 1 с источником запирающего напряжения Еб, диод 5, включенный встречно-параллельно переходу эмиттер-база лавинного транзистора, и резистор нагрузки 6, соединяющий второй вывод накопительного конденсатора 3 с общим проводом и эмиттером лавинного транзистора. Выходной импульс снимается с резистора нагрузки 6. Запускающий импульс подается на базу лавинного транзистора.The pulse generator (Fig. 1) contains an avalanche transistor 1, a charging choke 2, connecting the power supply Ek with the first output of the storage capacitor 3 and the collector of the avalanche transistor, a limiting resistor 4, connecting the base of the transistor 1 with the source of the blocking voltage EB, diode 5, turned on counter - parallel to the emitter-base transition of the avalanche transistor, and a load resistor 6 connecting the second output of the storage capacitor 3 with a common wire and emitter of the avalanche transistor. The output pulse is removed from the load resistor 6. The triggering pulse is supplied to the base of the avalanche transistor.

Для расширения интервала синхронизации генератора импульсов с внешними приборами или процессами в цепь заряда последовательно с дросселем может быть включен развязывающий диод 7.To extend the synchronization interval of the pulse generator with external devices or processes, a decoupling diode 7 can be connected in series with the inductor in the charge circuit.

Схема (фиг. 1) работает следующим образом.The circuit (Fig. 1) works as follows.

При включении источника запирающего напряжения Еб и источника питания генератора Ек лавинный транзистор 1 заперт, и развивается колебательный процесс заряда конденсатора 3 через зарядный дроссель 2 и резистор нагрузки 6. Ток дросселя увеличивается от нуля до максимума, который наступает при достижении напряжения на накопительном конденсаторе величины источника питания Ек. После этого зарядный дроссель 2 расходует накопленную энергию на дальнейший заряд конденсатора.When you turn on the source of the blocking voltage Eb and the power source of the generator Ek, the avalanche transistor 1 is closed, and the oscillatory process of charging the capacitor 3 through the charging reactor 2 and the load resistor 6 develops. The current of the inductor increases from zero to the maximum that occurs when the voltage at the storage capacitor reaches the source value Nutrition Ek. After that, the charging choke 2 consumes the stored energy to further charge the capacitor.

Достигаемый уровень заряда накопительного конденсатора почти в два раза превышает напряжение питания Ек (см., например, Я.Б. Зельдович, И.М. Яглом. Высшая математика для начинающих физиков и техников. М.: Наука. 1982, с. 391) и, следовательно, Ек должно выбираться из расчета 2Eк≤Um, где Um - напряжение лавинного пробоя (подробное определение Um см. в издании В.П. Дьяконов. Лавинные транзисторы и тиристоры. Теория и применение. Серия «Компоненты и технологии». - М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2012, с. 13).The attainable charge level of the storage capacitor is almost two times higher than the supply voltage Ek (see, for example, Ya. B. Zeldovich, IM Yaglom. Higher mathematics for beginning physicists and technicians. M: Nauka. 1982, p. 391) and, therefore, Ek should be selected from the calculation 2Eк≤Um, where Um is the avalanche breakdown voltage (for a detailed definition of Um, see the publication by V. P. Dyakonov. Avalanche Transistors and Thyristors. Theory and Application. Series “Components and Technologies.” - M .: SOLON-PRESS, 2012, p. 13).

На фиг. 3 показано, что по достижении максимального напряжения на накопительном конденсаторе 3 ток дросселя меняет направление, и начинается разряд, после чего в момент времени t1 происходит лавинный пробой, и накопительный конденсатор разряжается за короткий промежуток времени через лавинный транзистор 1 и резистор нагрузки 6. Запускающим импульсом, подаваемым на базу лавинного транзистора в момент времени t2, как показано на следующем цикле заряда-разряда, колебательный процесс может быть прерван в любой точке ниспадающего участка. Длина этого ниспадающего участка зависит от номиналов элементов схемы. Лавинный транзистор работает в ждущем режиме и открывается. После этого развивается лавинный процесс включения транзистора 1, и накопительный конденсатор 3 разряжается через лавинный транзистор 1 и резистор нагрузки 6. Таким образом, генератор импульсов может, как и прототип, работать как в режиме синхронизации, так и автогенерации.In FIG. Figure 3 shows that when the maximum voltage at the storage capacitor 3 is reached, the inductor current changes direction and discharge starts, after which an avalanche breakdown occurs at time t1, and the storage capacitor discharges in a short period of time through the avalanche transistor 1 and load resistor 6. With a start pulse supplied to the avalanche transistor base at time t2, as shown in the next charge-discharge cycle, the oscillation process can be interrupted at any point in the falling section. The length of this drop-down section depends on the values of the circuit elements. The avalanche transistor is in standby mode and opens. After that, the avalanche process of turning on the transistor 1 develops, and the storage capacitor 3 is discharged through the avalanche transistor 1 and the load resistor 6. Thus, the pulse generator can, like the prototype, operate both in synchronization mode and in self-generation mode.

Генератор импульсов (фиг. 2), содержит лавинный транзистор 1, зарядный дроссель 2, соединяющий источник питания Ек с первым выводом накопительного конденсатора 3 и коллектором лавинного транзистора, резистор нагрузки 6, соединяющий второй вывод накопительного конденсатора 3 с эмиттером лавинного транзистора, цепь автоматического смещения для создания запирающего напряжения, состоящую из перехода эмиттер-база управляющего транзистора 8, зашунтированного резистором 9, и стабилитрона 10. Эмиттер управляющего транзистора 8 соединен с общим проводом. Катодный вывод стабилитрона 10 соединен с эмиттером лавинного транзистора. Между коллектором управляющего транзистора 8 и базой лавинного транзистора 1 включен ограничительный резистор 4. Выходной импульс снимается с резистора нагрузки 6. Запускающий импульс подается на базу лавинного транзистора.The pulse generator (Fig. 2), contains an avalanche transistor 1, a charging choke 2 connecting the power supply Ek with the first output of the storage capacitor 3 and the collector of the avalanche transistor, a load resistor 6 connecting the second output of the storage capacitor 3 with the emitter of the avalanche transistor, an automatic bias circuit to create a blocking voltage, consisting of an emitter-base junction of the control transistor 8, shunted by the resistor 9, and a zener diode 10. The emitter of the control transistor 8 is connected to a common by water. The cathode terminal of the zener diode 10 is connected to an emitter of an avalanche transistor. A limit resistor 4 is connected between the collector of the control transistor 8 and the base of the avalanche transistor 4. The output pulse is removed from the load resistor 6. The trigger pulse is supplied to the base of the avalanche transistor.

Генератор (фиг. 2) работает следующим образом.The generator (Fig. 2) operates as follows.

Запирающее напряжение Еб в этом генераторе создает схема управления включением лавинного транзистора, содержащая резистор 9, транзистор 8 и стабилитрон 10.The locking voltage Eb in this generator creates an avalanche transistor switching control circuit comprising a resistor 9, a transistor 8 and a zener diode 10.

При включении источника питания генератора Ек лавинный транзистор 1 заперт, и развивается колебательный процесс заряда конденсатора 3 через зарядный дроссель 2, резистор нагрузки 6, стабилитрон 10 и зашунтированный резистором 9 переход база-эмиттер управляющего транзистора 8. Ток зарядного дросселя 2 увеличивается от нуля до максимума, который наступает при достижении напряжения на накопительном конденсаторе 3 величины источника питания Ек. После этого дроссель расходует накопленную энергию на дальнейший заряд конденсатора 3. Как и в схеме фиг. 1, достигаемый уровень заряда накопительного конденсатора почти в два раза превышает напряжение питания Ек.When the generator power supply is turned on, the avalanche transistor 1 is closed, and the oscillatory process of charging the capacitor 3 through the charging choke 2, the load resistor 6, the zener diode 10 and the base-emitter junction of the control transistor 8 is shunted by the resistor 9. The current of the charging choke 2 increases from zero to maximum , which occurs when the voltage at the storage capacitor 3 of the power source Ek. After that, the inductor consumes the stored energy to further charge the capacitor 3. As in the circuit of FIG. 1, the achieved charge level of the storage capacitor is almost two times higher than the supply voltage Ek.

Ток заряда конденсатора 3 после включения генератора создает между эмиттерами транзисторов 1 и 8 разность потенциалов Еб, не превышающую предельного напряжения эмиттер-база транзистора 1, что обеспечивается соответствующим выбором стабилитрона 10. Величина шунтирующего резистора 9 выбирается так, чтобы ток заряда открывал управляющий транзистор 8 для запирания лавинного транзистора 1 на время заряда, а по окончании заряда, когда ток заряда стремится к нулю, транзистор 8 закрывался. Таким образом, транзистор 8 дополняет резистор 4, добавляя нелинейное сопротивление перехода коллектор-эмиттер, управляемого током заряда конденсатора 3. Во время заряда конденсатора управляющий транзистор 8 открыт и находится в режиме насыщения, обеспечивая такой же запирающий ток базы, что и в схеме фиг. 1 с подключением к источнику запирающего напряжения (имеем в виду, что напряжение насыщения Uкэ близко к нулю). Такой режим определяет минимальный ток коллектора лавинного транзистора во время заряда. Наоборот, в конце процесса заряда конденсатора 3 управляющий транзистор 8 выходит из насыщения и закрывается, что фактически означает обрыв базы лавинного транзистора и ускорение лавинного пробоя. Как и предыдущая, эта схема генератора может быть синхронизирована внешним импульсом положительной полярности, что иллюстрирует фиг. 3 (момент t2).After the generator is turned on, the charge current of the capacitor 3 creates between the emitters of transistors 1 and 8 a potential difference Eb that does not exceed the voltage limit of the emitter-base of transistor 1, which is ensured by the appropriate choice of zener diode 10. The value of the shunt resistor 9 is selected so that the charge current opens the control transistor 8 for locking the avalanche transistor 1 for the duration of the charge, and at the end of the charge, when the charge current tends to zero, the transistor 8 is closed. Thus, the transistor 8 complements the resistor 4 by adding a non-linear collector-emitter junction resistance controlled by the charge current of the capacitor 3. During the charge of the capacitor, the control transistor 8 is open and in saturation mode, providing the same blocking base current as in the circuit of FIG. 1 with a connection to a source of blocking voltage (we mean that the saturation voltage Uke is close to zero). This mode determines the minimum collector current of the avalanche transistor during charging. On the contrary, at the end of the process of charging the capacitor 3, the control transistor 8 goes out of saturation and closes, which actually means the breakdown of the avalanche transistor base and acceleration of the avalanche breakdown. Like the previous one, this generator circuit can be synchronized by an external pulse of positive polarity, as illustrated in FIG. 3 (moment t2).

Для расширения временного интервала синхронизации лавинного пробоя с внешними приборами или процессами последовательно с зарядным дросселем 2 может быть включен развязывающий диод 7 (фиг. 1, фиг. 2).To extend the time interval for synchronizing avalanche breakdown with external devices or processes, a decoupling diode 7 can be connected in series with the charging choke 2 (Fig. 1, Fig. 2).

На фиг. 4 показано, как введение развязывающего диода 7 прерывает колебательный процесс заряда конденсатора 3 после отдачи дросселем всей энергии. Ниспадающий участок приобретает вид прямой с очень малым наклоном, поскольку разряд конденсатора определяется очень малыми обратными токами развязывающего диода и коллектора запертого лавинного транзистора. Это позволяет при необходимости задержать момент лавинного пробоя, однако задержка не может превышать времени разряда конденсатора 3 обратными токами коллектора транзистора 1 и развязывающего диода 7 до напряжения Uβ (В.П. Дьяконов. Лавинные транзисторы и тиристоры. Теория и применение. Серия «Компоненты и технологии». - М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2012, с. 21), ниже которого лавинный пробой не возникает. На фиг. 4 показан первый цикл заряда-разряда накопительного конденсатора, где в момент времени t1 происходит самовключение, а в случае подачи в момент времени t2 запускающего импульса до самовключения - управляемое включение лавинного транзистора 1 и разряд накопительного конденсатора 3, после чего начинается новый цикл заряда-разряда. Так же как в отсутствие развязывающего диода 7, длина ниспадающего участка зависит от номиналов элементов, но существенно расширяет интервал синхронизации без больших потерь энергии накопительного конденсатора.In FIG. 4 shows how the introduction of a decoupling diode 7 interrupts the oscillatory process of charging the capacitor 3 after the choke returns all the energy. The drop-down section takes the form of a straight line with a very small slope, since the capacitor discharge is determined by the very small reverse currents of the decoupling diode and the collector of the locked avalanche transistor. This allows, if necessary, to delay the moment of avalanche breakdown, however, the delay cannot exceed the discharge time of the capacitor 3 by the reverse currents of the collector of transistor 1 and decoupling diode 7 to voltage Uβ (VP Dyakonov. Avalanche transistors and thyristors. Theory and application. Series “Components and technology. ”- M .: SOLON-PRESS, 2012, p. 21), below which avalanche breakdown does not occur. In FIG. Figure 4 shows the first charge-discharge cycle of the storage capacitor, where self-switching on occurs at time t1, and if a triggering pulse is applied at time t2 before self-switching on, controlled switching on of the avalanche transistor 1 and discharge of storage capacitor 3, after which a new charge-discharge cycle begins . As in the absence of a decoupling diode 7, the length of the drop-down section depends on the values of the elements, but significantly extends the synchronization interval without large energy losses of the storage capacitor.

Поставленная задача достигается в изобретении благодаря следующему.The problem is achieved in the invention due to the following.

При отсутствии специального зарядного резистора, используемого в прототипе, потери энергии при заряде определяются суммарным сопротивлением обмотки зарядного дросселя 2 и ограничительного резистора 4, что, как известно, во много раз меньше обычных величин зарядных резисторов (десятки тысяч Ом). Понижение напряжения питания генератора при этом может быть доведено до двукратного при тех же параметрах выходного импульса. Схема позволяет также увеличивать частоту повторения импульсов за счет уменьшения индуктивности зарядного дросселя. Это возможно благодаря тому, что к моменту начала лавинного пробоя зарядный дроссель 2 теряет кинетическую энергию своего магнитного поля, и ток через него близок к нулю. Разряд накопительного конденсатора 3 происходит настолько быстро, что ток дросселя не успевает измениться, и новый цикл заряда-разряда повторяет предыдущий. Таким образом, выключение и включение лавинного транзистора 1 происходит при близком к нулю токе заряда, то есть в условиях, обеспечивающих безопасное переключение лавинного транзистора. Этот фактор повышает время работы лавинного транзистора до выхода из строя.In the absence of a special charging resistor used in the prototype, the energy loss during charging is determined by the total resistance of the winding of the charging inductor 2 and the limiting resistor 4, which, as you know, is many times less than the usual values of the charging resistors (tens of thousands of ohms). In this case, a decrease in the supply voltage of the generator can be brought to a double output pulse with the same parameters. The circuit also allows you to increase the pulse repetition rate by reducing the inductance of the charging choke. This is possible due to the fact that by the time the avalanche breakdown begins, the charging inductor 2 loses the kinetic energy of its magnetic field, and the current through it is close to zero. The discharge of the storage capacitor 3 occurs so quickly that the inductor current does not have time to change, and a new charge-discharge cycle repeats the previous one. Thus, turning the avalanche transistor 1 off and on occurs at a charge current close to zero, that is, under conditions ensuring safe switching of the avalanche transistor. This factor increases the operating time of the avalanche transistor before failure.

Таким образом, предложенное изобретение позволяет повысить экономичность и надежность работы генератора.Thus, the proposed invention improves the efficiency and reliability of the generator.

Claims

1. The pulse generator on an avalanche transistor using an S-shaped current-voltage characteristic on the collector side, containing a storage capacitor connected to the avalanche transistor collector by a first output, connected to an avalanche transistor emitter and a common wire through a second output, a diode connected to an interdigital parallel to the emitter-base junction of the avalanche transistor, the base of which is connected through a limiting resistor to a source of blocking voltage, characterized in that it contains a charge th throttle, one output of which is connected to a power source, and the second to the collector of the avalanche transistor and to the first output of the storage capacitor.

2. The pulse generator according to claim 1, characterized in that the decoupling diode is connected in series with the charging inductor.

3. The pulse generator on the avalanche transistor using an S-shaped current-voltage characteristic on the collector side, containing a storage capacitor connected to the collector of the avalanche transistor by the first output, the second output through the load connected to the emitter of the avalanche transistor, the base of which is connected to the first output of the limiting resistor , characterized in that it contains a charging choke, one output of which is connected to a power source, and the second to the collector of the avalanche transistor and to the first output to the storage capacitor, the control transistor, to the collector of which the second output of the limiting resistor is connected, and the base of the control transistor is connected through a zener diode to the emitter of the avalanche transistor, and through a shunt resistor to its emitter and a common wire.

4. The pulse generator according to claim 3, characterized in that the decoupling diode is connected in series with the charging inductor.