RU2666459C1 - Pulse discriminator of arbitrary form into short rectangular ones - Google Patents

Pulse discriminator of arbitrary form into short rectangular ones Download PDF

Info

Publication number
RU2666459C1
RU2666459C1 RU2015145980A RU2015145980A RU2666459C1 RU 2666459 C1 RU2666459 C1 RU 2666459C1 RU 2015145980 A RU2015145980 A RU 2015145980A RU 2015145980 A RU2015145980 A RU 2015145980A RU 2666459 C1 RU2666459 C1 RU 2666459C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transistor
resistor
bus
base
output
Prior art date
Application number
RU2015145980A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Михайлович Кротов
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Долгопрудненское научно-производственное предприятие"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Долгопрудненское научно-производственное предприятие" filed Critical Публичное акционерное общество "Долгопрудненское научно-производственное предприятие"
Priority to RU2015145980A priority Critical patent/RU2666459C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2666459C1 publication Critical patent/RU2666459C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K4/00—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00—Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.SUBSTANCE: invention can be used, for example, to stabilise the temperature in heated radio frequency generators in accordance with the principle of pulse-duration control, to control the relay distributor, where pulses that are truncated repeatedly are required. The result is achieved by introducing a time-setting RC cell, a zener diode that limits the charge voltage of the cell capacitor, and two thyristors.EFFECT: duration reduction of input pulses of arbitrary shape into short rectangular ones with a duration, for example, from hundreds of milliseconds to tens of microseconds.1 dwg

Description

Селектор импульсов произвольной формы в короткие прямоугольные относится к области импульсной техники с применением в автоматике и может быть использован, например, для стабилизации температуры в подогреваемых генераторах радиочастоты по принципу широтно-импульсного регулирования, для управления релейным распределителем по патенту RU 2158451 и вообще там, где требуются импульсы, укороченные многократно.An arbitrary waveform short-square pulse selector belongs to the field of pulse technology with application in automation and can be used, for example, to stabilize the temperature in heated radio frequency generators according to the principle of pulse-width regulation, to control a relay distributor according to patent RU 2158451 and generally where pulses are required, shortened many times.

Известно устройство для формирования установочного импульса по патенту №2296419, содержащее шину питания, стабилитрон, восемь резисторов, два n-p-n транзистора, конденсатор, триггер Шмитта, выходную и общую шины.A device for generating an impulse pulse according to patent No. 2296419 is known, comprising a power bus, a zener diode, eight resistors, two n-p-n transistors, a capacitor, a Schmitt trigger, an output and a common bus.

Шина питания подключена к катоду стабилитрона, через два последовательно соединенных резистора к первому входу триггера Шмитта, второй вход которого соединен с его первым входом, а выход подключен к выходной шине.The power bus is connected to the zener diode cathode, through two series-connected resistors to the first input of the Schmitt trigger, the second input of which is connected to its first input, and the output is connected to the output bus.

Анод стабилитрона через резистор подключен к базе первого транзистора, коллектор которого подключен к общей точке двух резисторов, один из которых соединен с шиной питания, а второй - с базой второго транзистора, коллектор которого через резистор подключен к общей точке двух резисторов, соединяющих шину питания с входным триггером Шмита, и к первому выводу конденсатора, второй вывод которого объединен с эмиттерами обоих транзисторов и подключен к минусовой шине.The zener diode anode through a resistor is connected to the base of the first transistor, the collector of which is connected to the common point of two resistors, one of which is connected to the power bus, and the second to the base of the second transistor, whose collector is connected through the resistor to the common point of two resistors connecting the power bus to Schmitt's input trigger, and to the first output of the capacitor, the second output of which is combined with the emitters of both transistors and connected to the negative bus.

Базы обоих транзисторов через резисторы подключены к минусовой шине.The bases of both transistors are connected through the resistors to the negative bus.

Недостатками устройства являются: запитка устройства происходит от входных импульсов, на что требуется их достаточная мощность, выходные импульсы не являются прямоугольными, т.к. их задние фронты повторяют формы задних фронтов входных импульсов, а также необходимость иметь триггер Шмитта и КМОП-микросхему для превышения минимально-допустимого напряжения питания микросхем, на которые работает устройство.The disadvantages of the device are: the device is powered by input pulses, which requires sufficient power, the output pulses are not rectangular, because their trailing edges repeat the shapes of the trailing edges of the input pulses, as well as the need to have a Schmitt trigger and a CMOS chip to exceed the minimum allowable supply voltage of the microcircuits the device operates on.

Целью данного изобретения является селекция входных импульсов произвольной формы в короткие прямоугольные с длительностью, например, от сотен миллисекунд до десятков микросекунд.The aim of this invention is the selection of input pulses of arbitrary shape in short rectangular with a duration of, for example, from hundreds of milliseconds to tens of microseconds.

Технический результат, заключающийся в том, что селекция импульсов произвольной формы в короткие прямоугольные с длительностью, например, от сотен миллисекунд до десятков микросекунд и менее достигается тем, что в устройство для формирования установочного импульса по патенту №2296419, содержащее шины питания, стабилитрон, восемь резисторов, два n-р-n транзистора, конденсатор, триггер Шмитта, выходную и общую шины, а также не показанную на схеме КМОП-микросхему, введены два тиристора, диод, один n-p-n и два p-n-р транзистора, изъяты триггер Шмитта, КМОП-микросхема, при этом анод первого тиристора через резисторы соединен с плюсовой шиной питания и базой входного p-n-р транзистора, его катод через коллектор-эмиттерный переход n-p-n транзистора соединен с минусовой шиной питания, а управляющий электрод этого тиристора через диод и резисторы выведен на вход устройства, соединен с базой n-р-n транзистора и минусовой шиной питания, коллектор p-n-р транзистора соединен с резистором времязадающей ячейки, через резистор - с базой выходного n-p-n транзистора, с базой p-n-р транзистора, шунтирующего конденсатор RC-ячейки, и с анодом второго тиристора, катодом присоединенного к минусовой шине питания, а управляющим электродом через стабилитрон, эмиттер-коллекторный переход n-p-n транзистора и резистор - к плюсовой шине питания, через база-эмиттерный переход соединен с общей точкой RC-ячейки, выходной n-p-n транзистор коллектором соединен с плюсовой шиной питания, базой через резистор - с минусовой шиной питания, а его эмиттер выведен на нагрузку.The technical result, which consists in the fact that the selection of pulses of arbitrary shape in short rectangular with a duration of, for example, from hundreds of milliseconds to tens of microseconds or less is achieved by the fact that in the device for generating a setting pulse according to patent No. 2296419, containing power buses, a zener diode, eight resistors, two npn transistors, a capacitor, Schmitt trigger, output and common buses, as well as a CMOS chip not shown in the diagram, two thyristors, a diode, one npn and two pnp transistors are introduced, Schmitt trigger, K MOS chip, while the anode of the first thyristor is connected through the resistors to the plus power bus and the base of the input pn-p transistor, its cathode is connected to the negative power bus through the collector-emitter junction of the npn transistor, and the control electrode of this thyristor is connected to the diode and resistors the input of the device is connected to the base of the n-pn transistor and the negative power bus, the collector pn-p of the transistor is connected to the resistor of the timing cell, through the resistor to the base of the output npn transistor, to the base of the pn-p transistor shunting the cond the sensor of the RC cell, and with the anode of the second thyristor, the cathode connected to the negative power line, and the control electrode through the zener diode, the npn emitter-collector junction of the transistor and the resistor to the positive power line, connected to the common point of the RC cell through the base-emitter junction , the output npn transistor is connected to the plus power bus by a collector, the base through the resistor to the negative power bus, and its emitter is brought to the load.

Указанная совокупность признаков позволяет селектировать входные импульсы произвольной формы с длительностью, например, в несколько сотен миллисекунд в короткие прямоугольные с длительностью в несколько десятков микросекунд.The specified set of features allows you to select input pulses of arbitrary shape with a duration of, for example, several hundred milliseconds into short rectangular ones with a duration of several tens of microseconds.

На чертеже представлена схема селектора импульсов произвольной формы в короткие прямоугольные.The drawing shows a diagram of a pulse selector of arbitrary shape in short rectangular.

Селектор импульсов произвольной формы в короткие прямоугольные состоит из входного каскада на резисторах 3, 4, 5, 6, диоде 7, тиристоре 8, n-р-n транзисторе 9, промежуточного каскада на резисторе 10, p-n-р транзисторе 11, времязадающей RC-ячейки на резисторе 12 и конденсаторе 13, зашунтированного p-n-р транзистором 14, и выходного каскада на резисторах 15, 16, тиристоре 17, стабилитроне 18, n-p-n транзисторе 19, резисторе 20, выходном n-p-n транзисторе 21 и резисторе 22.An arbitrary waveform short-square pulse selector consists of an input stage on resistors 3, 4, 5, 6, diode 7, thyristor 8, npn transistor 9, an intermediate stage on resistor 10, pnrn transistor 11, RC-timing cells on resistor 12 and capacitor 13, shunted by pn-p transistor 14, and an output stage on resistors 15, 16, thyristor 17, zener diode 18, npn transistor 19, resistor 20, npn output transistor 21 and resistor 22.

Анод первого тиристора 8 через резисторы 4, 10 соединен с плюсовой шиной питания 1 и базой p-n-р транзистора 11, катод тиристора 8 через коллектор-эмиттерный переход n-p-n транзистора 9 соединен с минусовой шиной питания 2, а его управляющий электрод через резистор 3 и диод 7 выведен на вход устройства, через резисторы 5, 6 соответственно соединен с базой n-p-n транзистора 9 и минусовой шиной питания 2.The anode of the first thyristor 8 is connected through the resistors 4, 10 to the plus power bus 1 and the base pn-p of the transistor 11, the cathode of the thyristor 8 is connected to the negative power bus 2 through the collector-emitter junction npn of the transistor 9, and its control electrode is connected through the resistor 3 and the diode 7 is output to the input of the device, through resistors 5, 6, respectively, is connected to the base npn of transistor 9 and the negative power bus 2.

Эмиттер p-n-р транзистора 11 подключен к плюсовой шине питания 1, а его коллектор соединен с резистором 12 RC-ячейки на этом резисторе и конденсаторе 13, зашунтированном p-n-р транзистором 14.The emitter of the pnp transistor 11 is connected to the positive power bus 1, and its collector is connected to the resistor 12 of the RC cell on this resistor and capacitor 13, shunted by the pnp transistor 14.

Общая точка RC-ячейки через резистор 16 соединена с базой n-р-n транзистора 19, коллектором через резистор 20, соединенного с плюсовой шиной 1, а эмиттером через стабилитрон 18 с управляющим электродом тиристора 17, катодом соединенного с минусовой шиной 2, а анодом – с базами транзисторов 14 и 21.The common point of the RC cell through the resistor 16 is connected to the base of the npn transistor 19, the collector through the resistor 20 connected to the plus bus 1, and the emitter through the zener diode 18 with the control electrode of the thyristor 17, the cathode connected to the negative bus 2, and the anode - with bases of transistors 14 and 21.

Выходной транзистор 21 коллектором соединен с плюсовой шиной 1, базой через резистор 22 - с минусовой шиной 2, и его эмиттер выведен на нагрузку Rн (показано условно).The output transistor 21 is connected to the positive bus 1 by a collector, the base through the resistor 22 to the negative bus 2, and its emitter is brought to the load R n (shown conditionally).

Селектор импульсов произвольной формы в короткие прямоугольные работает следующим образом.The pulse selector of arbitrary shape into short rectangular works as follows.

При подключении питания и отсутствии входного импульса транзистор 9 оказывается закрытым, т.к. его база через резистор 6 соединена с минусовой шиной 2. Тиристор 8 не включен, поэтому напряжение на его аноде фактически равно напряжению на плюсовой шине 1, транзисторы 11, 9, 14, 21 тоже закрыты, на нагрузке напряжения нет.When the power is connected and there is no input pulse, the transistor 9 is closed, because its base is connected through the resistor 6 to the negative bus 2. The thyristor 8 is not turned on, so the voltage on its anode is actually equal to the voltage on the positive bus 1, the transistors 11, 9, 14, 21 are also closed, there is no voltage on the load.

При поступлении входного импульса произвольно нарастающей формы по мере увеличения напряжения сначала открывается транзистор 9, затем включается тиристор 8, отпирается транзистор 11, и его эмиттер-коллекторным током отпирается выходной транзистор 21, тем самым образуется передний фронт выходного импульса ступенчатой формы, усиленный по напряжению и мощности.Upon receipt of an input pulse of an arbitrary increasing shape, as the voltage increases, the transistor 9 first opens, then the thyristor 8 is turned on, the transistor 11 is turned on, and the output transistor 21 is turned on by its emitter-collector current, thereby forming a leading edge of the step-shaped output pulse, amplified by voltage and power.

С момента отпирания транзистора 11 через резистор 12 начинает заряжаться конденсатор 13. Когда напряжение на нем превысит напряжение стабилизации стабилитрона 18, отпирается транзистор 19 и включается тиристор 17, при этом напряжение на базе транзистора 21 оказывается близким к нулю, транзистор 21 запирается. В этот момент формируется задний фронт выходного импульса ступенчатой формы, хотя входной импульс еще не закончился. Одновременно через эмиттер-коллекторный переход транзистора 14 разряжается конденсатор 13.From the moment the transistor 11 is unlocked through the resistor 12, the capacitor 13 starts charging. When the voltage on it exceeds the stabilization voltage of the zener diode 18, the transistor 19 is unlocked and the thyristor 17 is turned on, while the voltage at the base of the transistor 21 is close to zero, the transistor 21 is locked. At this moment, a trailing edge of the step-shaped output pulse is formed, although the input pulse has not yet ended. At the same time, the capacitor 13 is discharged through the emitter-collector junction of the transistor 14.

По окончании входного импульса и благодаря диоду 7 полностью прекращается база-эмиттерный ток транзистора 9, что приводит к его запиранию и выключению тиристора 8. Схема приходит в исходное состояние. Затем процесс повторяется. Следовательно, длительность выходных импульсов равна времени заряда конденсатора 13 через резистор 12 до напряжения стабилизации стабилитрона 18, подбором номинальных значений, которых можно устанавливать длительность, например, в пределах от нескольких сотен миллисекунд до нескольких десятков микросекунд.At the end of the input pulse and due to the diode 7, the base-emitter current of the transistor 9 is completely stopped, which leads to its locking and turning off of the thyristor 8. The circuit returns to its original state. Then the process repeats. Therefore, the duration of the output pulses is equal to the charge time of the capacitor 13 through the resistor 12 to the stabilization voltage of the zener diode 18, by selecting nominal values that can be set to a duration, for example, in the range from several hundred milliseconds to several tens of microseconds.

Длительность t выходных импульсов с достаточной для практики точностью выводится из общеизвестного выражения.The duration t of the output pulses with sufficient accuracy for practice is derived from the well-known expression.

Figure 00000001
, откуда
Figure 00000001
from where

Figure 00000002
, где
Figure 00000002
where

Figure 00000003
- постоянная времени
Figure 00000003
- time constant

U - напряжение питанияU - supply voltage

Uc - напряжение на конденсаторе через время t.U c is the voltage across the capacitor after time t.

В данном случае за Uc принимается напряжение стабилизации стабилитрона 18.In this case, the stabilization voltage of the zener diode 18 is taken as U c .

Если применить стабилитрон 18 с напряжением стабилизации, равным 0,63U, a U=1, тоIf you apply a zener diode 18 with a stabilization voltage of 0.63U, a U = 1, then

Figure 00000004
Figure 00000004

t=τ, что упрощает расчеты.t = τ, which simplifies the calculations.

Прямоугольность укороченных импульсов достигается введением в схему двух тиристоров в цепи управления транзисторами и обеспечивает их работу в ключевом режиме, что снижает нагрев.The rectangularity of the shortened pulses is achieved by the introduction of two thyristors in the transistor control circuit and ensures their operation in the key mode, which reduces heating.

В лаборатории изготовлен и испытан макет селектора импульсов произвольной формы в короткие прямоугольные.In the laboratory, a prototype of an arbitrary pulse shape selector into short rectangular ones was manufactured and tested.

Claims (1)

Селектор импульсов произвольной формы в короткие, прямоугольные, содержащий шины питания, стабилитрон, восемь резисторов, два n-p-n транзистора, конденсатор, триггер Шмитта, выходную и общую шины, а также не показанную на схеме КМОП-микросхему, в который введены два тиристора, один n-p-n и два p-n-p транзистора, изъяты триггер Шмитта и КМОП-микросхема, при этом анод первого тиристора через резисторы соединен с плюсовой шиной питания и базой входного p-n-p транзистора, его катод через коллектор-эмиттерный переход n-p-n транзистора соединен с минусовой шиной питания, а управляющий электрод через диод и резисторы выведен на вход устройства, соединен с базой n-p-n транзистора и минусовой шиной питания, коллектор p-n-p входного транзистора соединен с резистором времязадающей ячейки, через резистор - с базой выходного n-p-n транзистора и анодом второго тиристора, катодом присоединенного к минусовой шине, а управляющим электродом через стабилитрон и эмиттер-коллекторный переход n-p-n транзистора и резистор - к плюсовой шине питания, через база-эмиттерный переход p-n-p транзистора и резистор соединен с общей точкой времязадающей ячейки, выходной n-p-n транзистор коллектором соединен с плюсовой шиной, базой через резистор - с минусовой шиной, а его эмиттер выведен на нагрузку (Rн).An arbitrary-shaped pulse selector in short, rectangular, containing power buses, a zener diode, eight resistors, two npn transistors, a capacitor, a Schmitt trigger, an output and common bus, as well as a CMOS chip not shown in the diagram, into which two thyristors are inserted, one npn and two pnp transistors, the Schmitt trigger and the CMOS chip are removed, while the anode of the first thyristor is connected through the resistors to the positive power bus and the base of the input pnp transistor, its cathode is connected to the negative bus through the collector-emitter junction of the npn transistor power supply, and the control electrode through the diode and resistors is output to the input of the device, connected to the base of the npn transistor and the negative power bus, the collector pnp of the input transistor is connected to the resistor of the timing cell, through the resistor to the base of the output npn transistor and the anode of the second thyristor, the cathode connected to the negative bus, and the control electrode through the zener diode and the emitter-collector junction of the npn transistor and the resistor to the positive power bus, through the base-emitter junction of the pnp transistor and the resistor is connected to a common point -th time of the setting cell, the output npn transistor is connected to the plus bus by a collector, the base through the resistor to the negative bus, and its emitter is brought to the load (R n ).
RU2015145980A 2015-10-26 2015-10-26 Pulse discriminator of arbitrary form into short rectangular ones RU2666459C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015145980A RU2666459C1 (en) 2015-10-26 2015-10-26 Pulse discriminator of arbitrary form into short rectangular ones

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015145980A RU2666459C1 (en) 2015-10-26 2015-10-26 Pulse discriminator of arbitrary form into short rectangular ones

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2666459C1 true RU2666459C1 (en) 2018-09-07

Family

ID=63459987

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015145980A RU2666459C1 (en) 2015-10-26 2015-10-26 Pulse discriminator of arbitrary form into short rectangular ones

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2666459C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU600699A1 (en) * 1976-04-26 1978-03-30 Кишиневский политехнический институт им.С.Лазо Schmitt trigger
SU1112539A1 (en) * 1983-05-11 1984-09-07 Специализированная Проектно-Конструкторская Технологическая Организация "Росавтоматстром" Device for suppressing interference
WO1995011550A1 (en) * 1993-10-22 1995-04-27 Stafix Electric Fencing Limited A pulse generator for electric fences
RU2296419C1 (en) * 2005-08-15 2007-03-27 Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии Setting pulse shaping device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU600699A1 (en) * 1976-04-26 1978-03-30 Кишиневский политехнический институт им.С.Лазо Schmitt trigger
SU1112539A1 (en) * 1983-05-11 1984-09-07 Специализированная Проектно-Конструкторская Технологическая Организация "Росавтоматстром" Device for suppressing interference
WO1995011550A1 (en) * 1993-10-22 1995-04-27 Stafix Electric Fencing Limited A pulse generator for electric fences
RU2296419C1 (en) * 2005-08-15 2007-03-27 Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии Setting pulse shaping device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3471770A (en) Pulsed current generating circuits
US2949545A (en) Timing circuit
RU2666459C1 (en) Pulse discriminator of arbitrary form into short rectangular ones
US3532993A (en) Variable period,plural input,set-reset one shot circuit
US4054804A (en) Bipolar charging and discharging circuit
US3657572A (en) Power converter with self-synchronization and bias
US3209173A (en) Monostable circuit for generating pulses of short duration
US3060386A (en) Transistorized multivibrator
GB1013692A (en) Energization circuits for inductive devices
US3264572A (en) Transiently regenerative amplification
US3787738A (en) Pulse producing circuit
RU154069U1 (en) PULSE VOLTAGE STABILIZER
US3354323A (en) Pulse generator with direct connection to output pulse former and time delay in branch circuit
US3374365A (en) Transistorized monostable multivibrator with improved timing and noise rejection
US3168648A (en) Pulse generator employing cascade connected transistors for switching direct current power sources across output transformers
SU974581A1 (en) Timer
US3145308A (en) Monostable multivibrator with early reset if desired
SU845270A1 (en) Driven multivibrator
SU634455A1 (en) Transistorized switch
SU681545A2 (en) Trigger arrangement
SU1483570A2 (en) Dc voltage transistor converter
US4216442A (en) Control circuit for multivibrator
SU644030A1 (en) Threshold device
SU1160539A1 (en) Multivibrator
GB953004A (en) Supply and control system for electric discharge lamps