RU88881U1

RU88881U1 - PULSE GENERATOR

Info

Publication number: RU88881U1
Application number: RU2009101458/22U
Authority: RU
Inventors: Марина Владимировна Соболева; Виталий Викторович Усов; Владислав Васильевич Шмырев
Original assignee: Марина Владимировна Соболева; Виталий Викторович Усов
Priority date: 2009-01-20
Filing date: 2009-01-20
Publication date: 2009-11-20

Abstract

Генератор импульсов, содержащий три резистора, два стабилитрона, два конденсатора разной емкости и пороговое устройство, состоящее из двух транзисторов разной проводимости; при этом первый резистор соединен одним выводом с первой шиной питания и вторым - с катодом первого стабилитрона; анод первого стабилитрона соединен с катодом второго стабилитрона, анод которого соединен со второй шиной питания; первый конденсатор соединен одним выводом с общей точкой первого резистора и первого стабилитрона, а вторым - со второй шиной питания; второй переменный резистор соединен одним выводом с общей точкой первого резистора и первого стабилитрона, а вторым - с общей точкой эмиттера первого транзистора типа p-n-p и первым выводом второго конденсатора, который вторым выводом соединен со второй шиной питания; база первого транзистора соединена с общей точкой первого и второго стабилитронов и коллектора второго транзистора типа n-p-n, база второго транзистора соединена с коллектором первого транзистора, а эмиттер второго транзистора соединен с первым выводом третьего резистора, второй вывод которого соединен со второй шиной питания.A pulse generator containing three resistors, two zener diodes, two capacitors of different capacities and a threshold device consisting of two transistors of different conductivity; wherein the first resistor is connected by one terminal to the first power bus and the second to the cathode of the first zener diode; the anode of the first zener diode is connected to the cathode of the second zener diode, the anode of which is connected to a second power bus; the first capacitor is connected at one terminal to a common point of the first resistor and the first zener diode, and the second to the second power bus; the second variable resistor is connected by one terminal to a common point of the first resistor and the first zener diode, and the second one is connected to a common point of the emitter of the first p-n-p type transistor and the first terminal of the second capacitor, which is connected to the second power bus by the second terminal; the base of the first transistor is connected to a common point of the first and second zener diodes and the collector of the second n-p-n transistor, the base of the second transistor is connected to the collector of the first transistor, and the emitter of the second transistor is connected to the first terminal of the third resistor, the second terminal of which is connected to the second power bus.

Description

Полезная модель относится к области импульсной техники и может быть использована, например, в устройствах управления тиристорами в электрических цепях переменного тока.The invention relates to the field of pulsed technology and can be used, for example, in thyristor control devices in AC electric circuits.

Известен ближайший к заявленному устройству генератор импульсов, содержащий резистор, стабилитрон, пороговое устройство, состоящее из двух транзисторов, причем база и коллектор транзистора одной проводимости соединены соответственно с коллектором и базой транзистора другой проводимости; эмиттер одного из транзисторов соединен с общей точкой второго резистора и конденсатора, второй вывод которого соединен с первой шиной питания; и цепь из последовательно соединенных диода, третьего и четвертого резисторов, причем другой вывод диода соединен со 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.Known closest to the claimed device is a pulse generator containing a resistor, a zener diode, 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; an 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; and a chain of series-connected diode, third and fourth resistors, the other terminal of the diode connected to the second power bus, and the other terminal of the fourth resistor through the zener diode, to 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.

(патент РФ №2210179, МКИ Н01К 3/351, опубл. 2003)(RF patent No. 2210179, MKI N01K 3/351, publ. 2003)

Устройство работает следующим образом:The device operates as follows:

В исходном состоянии подается напряжение на шины питания. Конденсатор заряжается до напряжения стабилизации второго стабилитрона. Протекающий по второму резистору ток создает на нем падение напряжения при токе, протекающем от диода к стабилитрону, плюсом приложенное к базе транзистора, а минусом - через резистор к эмиттеру транзистора. Таким образом, транзисторы 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. The capacitor is charged to the stabilization voltage of the second zener diode. The current flowing through the second resistor creates a voltage drop across it at the current flowing from the diode to the zener diode, plus applied to the base of the transistor, and minus through the resistor to the emitter of the transistor. Thus, the transistors are locked and their spontaneous opening is impossible. In this state, the device can be as long as desired.

При падении напряжения между шинами питания ниже напряжения второго стабилитрона и на конденсаторе, первый транзистор открывается, т.к. напряжение на его эмиттере стало выше напряжения на его базе. Протекающий по транзистору ток открывает второй транзистор, т.е. пороговое устройство срабатывает. Транзисторы скачком открываются до полного насыщения и конденсатор разряжается через четвертый резистор, с которого снимается выходной импульс.When the voltage drops between the supply lines below the voltage of the second zener diode and on the capacitor, the first transistor opens, because the voltage at its emitter has become higher than the voltage at its base. The current flowing through the transistor opens the second transistor, i.e. threshold device is triggered. The transistors abruptly open to full saturation and the capacitor is discharged through the fourth resistor, from which the output pulse is removed.

К недостаткам указанного устройства относится невозможность создания мощных выходных импульсов с высокой частотой, т.к при генерации импульса конденсатор полностью разряжается.The disadvantages of this device include the inability to create powerful output pulses with a high frequency, because when the pulse is generated, the capacitor is completely discharged.

Задачей полезной модели является повышение частоты и мощности выходных импульсов и повышение устойчивости работы генератора в непрерывном режиме в широком диапазоне рабочих напряжений.The objective of the utility model is to increase the frequency and power of the output pulses and increase the stability of the generator in continuous mode in a wide range of operating voltages.

Поставленная задача решается за счет того, что в генераторе импульсов, содержащем два постоянных резистора и один переменный, два стабилитрона, два конденсатора разной емкости, и пороговое устройство, состоящее из двух транзисторов разной проводимости; при этом первый постоянный резистор соединен одним выводом с первой шиной питания и вторым - с катодом первого стабилитрона; анод первого стабилитрона соединен с катодом второго стабилитрона, анод которого соединен со второй шиной питания; первый конденсатор соединен одним выводом с общей точкой первого резистора и первого стабилитрона, а вторым - со второй шиной питания; переменный резистор соединен одним выводом с общей точкой первого резистора и первого стабилитрона, а вторым - с общей точкой эмиттера первого транзистора типа p-n-p и первым выводом второго конденсатора, который вторым выводом соединен со второй шиной питания; база первого транзистора соединена с общей точкой первого и второго стабилитронов и коллектора второго транзистора типа n-p-n, база второго транзистора соединена с коллектором первого транзистора, а эмиттер второго транзистора соединен с первым выводом второго постоянного резистора, второй вывод которого соединен со второй шиной питания.The problem is solved due to the fact that in a pulse generator containing two constant resistors and one variable, two zener diodes, two capacitors of different capacities, and a threshold device consisting of two transistors of different conductivity; wherein the first constant resistor is connected by one output to the first power bus and the second to the cathode of the first zener diode; the anode of the first zener diode is connected to the cathode of the second zener diode, the anode of which is connected to a second power bus; the first capacitor is connected at one terminal to a common point of the first resistor and the first zener diode, and the second to the second power bus; a variable resistor is connected at one terminal to a common point of the first resistor and the first zener diode, and the second to a common point of the emitter of the first p-n-p type transistor and the first terminal of the second capacitor, which is connected to the second power bus by the second terminal; the base of the first transistor is connected to a common point of the first and second zener diodes and the collector of the second n-p-n type transistor, the base of the second transistor is connected to the collector of the first transistor, and the emitter of the second transistor is connected to the first terminal of the second constant resistor, the second terminal of which is connected to the second power bus.

Предлагаемый генератор импульсов характеризует наличие двух конденсаторов, причем процесс заряда второго конденсатора регулируется переменным резистором. Мощность импульса определяется емкостью первого конденсатора. С помощью переменного резистора регулируется частота выходных импульсов.The proposed pulse generator characterizes the presence of two capacitors, and the process of charging the second capacitor is regulated by a variable resistor. The pulse power is determined by the capacity of the first capacitor. Using a variable resistor, the frequency of the output pulses is regulated.

Предлагаемый генератор устойчиво работает в широком диапазоне питающих напряжений, рабочих элементов, характеризуется отсутствием подстроек. Создавая мощные импульсы с большой частотой, генератор обеспечивает стабильность работы последующих электросхем.The proposed generator operates stably in a wide range of supply voltages, working elements, characterized by the absence of adjustments. Creating powerful pulses with a high frequency, the generator ensures the stability of subsequent electrical circuits.

На фигуре 1 приведена электрическая схема предлагаемого генератора импульсов.The figure 1 shows the electrical circuit of the proposed pulse generator.

Резистор 1 одним выводом соединен с шиной питания 2, вторым выводом - с катодом стабилитрона 3. Анод стабилитрона 3 соединен с катодом стабилитрона 4, а катод стабилитрона 4 соединен с шиной питания 5. Конденсатор 6 соединен одним выводом с общей точкой резистора 1 и стабилитрона 3, а вторым - с шиной питания 5. Переменный резистор 7 одним выводом соединен с общей точкой резистора 1 и стабилитрона 3, а вторым - с общей точкой эмиттера транзистора 8 типа p-n-p и первым выводом конденсатора 9, второй вывод которого соединен с шиной питания 5. База транзистора 8 соединена с общей точкой стабилитронов 3 и 4 и с коллектором транзистора 10 типа n-p-n. База транзистора 10 соединена с коллектором транзистора 8, а эмиттер транзистора 10 соединен с первым выводом резистора 11, второй вывод которого соединен с шиной питания 5.The resistor 1 is connected to the power bus 2 by one output, the zener diode 3 is connected to the cathode 3. The zener diode 3 is connected to the zener diode 4, and the zener diode cathode 4 is connected to the power bus 5. The capacitor 6 is connected to the common point of resistor 1 and zener diode 3 and the second one with the power bus 5. The variable resistor 7 is connected to the common point of the resistor 1 and the zener diode 3 by one terminal and the second to the common point of the emitter of the pnp type transistor 8 and the first terminal of the capacitor 9, the second terminal of which is connected to the power bus 5. Transistor base 8 is connected to a common point of zener diodes 3 and 4 and to the collector of transistor 10 of type n-p-n. The base of the transistor 10 is connected to the collector of the transistor 8, and the emitter of the transistor 10 is connected to the first output of the resistor 11, the second output of which is connected to the power bus 5.

В исходном состоянии после подачи напряжения на шины питания 2 и 5 конденсатор 6 начинает заряжаться до напряжения стабилизации стабилитронов 3+4. В этот момент транзистор 8 заперт напряжением со стабилитрона 3, поэтому заперт и транзистор 10. По мере заряда конденсатора 9 через переменный резистор 7 напряжение на конденсаторе становится выше, чем напряжение стабилизации на стабилитроне 4, и транзисторы 8 и 10 скачком открываются, при этом конденсатор 9 начинает разряжаться через резистор 11, а через стабилитрон 3 и транзистор 10 начинает разряжаться конденсатор 6. Как только напряжение конденсатора 9 станет ниже напряжения стабилизации стабилитрона 4, транзистор 8 запирается и ток через резистор 11 прекратится, после чего конденсатор 9 снова начнет заряжаться и т.д. Выходной импульс положительной полярности снимается с резистора 11 во время работы генератора.In the initial state, after supplying voltage to the power buses 2 and 5, the capacitor 6 begins to charge up to the stabilization voltage of the Zener diodes 3 + 4. At this moment, the transistor 8 is locked by the voltage from the zener diode 3, therefore the transistor 10 is also locked. As the capacitor 9 is charged through the variable resistor 7, the voltage on the capacitor becomes higher than the stabilization voltage on the zener diode 4, and the transistors 8 and 10 jump open, and the capacitor 9 begins to discharge through the resistor 11, and through the zener diode 3 and the transistor 10, the capacitor 6 starts to discharge. As soon as the voltage of the capacitor 9 becomes lower than the stabilization voltage of the zener diode 4, the transistor 8 is locked and the current through the cut Side 11 will stop, whereupon again begin charging the capacitor 9, etc. The output pulse of positive polarity is removed from the resistor 11 during generator operation.

Мощность импульса определяется разрядом конденсатора 6 через стабилитрон 3 и транзистор 10. Длительность импульса определяется временем разряда конденсатора 9 через транзисторы 8 и 9 и резистор 11 до момента их закрывания.The pulse power is determined by the discharge of the capacitor 6 through the zener diode 3 and the transistor 10. The pulse duration is determined by the discharge time of the capacitor 9 through the transistors 8 and 9 and the resistor 11 until they close.

Возможность создания высокой частоты генерации импульсов определяется тем, что напряжение на конденсаторе 9 падает не до нуля, как в прототипе, а лишь на 0,3-0,5 вольта ниже, чем на стабилитроне 4, поэтому времени на подзарядку до следующего открывания транзисторов требуется немного. Частота генерации импульсов регулируется резистором 2The ability to create a high frequency of pulse generation is determined by the fact that the voltage on the capacitor 9 does not drop to zero, as in the prototype, but only 0.3-0.5 volts lower than on the zener diode 4, so it takes time to recharge until the next opening of the transistors Little. The pulse frequency is regulated by a resistor 2

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.

В настоящее время изготовлены 45 генераторов импульсов, которые безотказно работают в лабораторных установках.Currently, 45 pulse generators have been manufactured, which operate flawlessly in laboratory installations.

Claims

A pulse generator containing three resistors, two zener diodes, two capacitors of different capacities and a threshold device consisting of two transistors of different conductivity; wherein the first resistor is connected by one terminal to the first power bus and the second to the cathode of the first zener diode; the anode of the first zener diode is connected to the cathode of the second zener diode, the anode of which is connected to a second power bus; the first capacitor is connected at one terminal to a common point of the first resistor and the first zener diode, and the second to the second power bus; the second variable resistor is connected by one terminal to a common point of the first resistor and the first zener diode, and the second one is connected to a common point of the emitter of the first pnp type transistor and the first terminal of the second capacitor, which is connected to the second power bus by the second terminal; the base of the first transistor is connected to a common point of the first and second zener diodes and the collector of the second npn type transistor, the base of the second transistor is connected to the collector of the first transistor, and the emitter of the second transistor is connected to the first terminal of the third resistor, the second terminal of which is connected to the second power bus.