SU1234960A2 - Высоковольтный переключатель - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к импульсной технике. Может быть использовано в импульсных передатчиках. Явл етс  дополнительным изобретением к авторскому свидетельству № 1162031. Цель изобретени  - повышение стабильности амплитуды выходных импульсов - достигаетс  за счет регулировани  внутреннего сопротивлени  высоковольтного переключател  (ВП) с помощью цепи обратной св зи. ВП содержит N транзисторов 1 - 1 - 1-N, N первых диодов 2-1 - 2-N, N первых резисторов 3-1 - 3-N, N- 1 вторых диодов 4-1 - 4-(N-1), N-1 вторых резисторов 5-1 - 5-(N-1), третий диод 6, нагрузку 7, N третьих резисторов 8-1 - 8-N, N конденсаторов 9-1 - 9-N, N четвертых диодов 10-1 - 10-N, общую шину 11, источник питани  13. Дл  достижени  поставленной цели в ВП дополнительно введены дифференциальный усилитель 14 на транзисторах 18 и 19, резисторах 20 и 21, источник 15 опорного напр жени , дополнительный источник 16 питани  и делитель 17 напр жени . Стабильность амплитуды выходных импульсов данного переключател  выше, чем у аналогичных известных переключателей за счет использовани  регулирующей цепи отрицательной обратной св зи. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. to (Л Г5 3№ N3 оо .i со 05 N)

Description

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в импульсных передатчиках.

Цель изобретени  - повышение стабильности амплитуды выходных импульсов путем регулировани  внутреннего сопротивлени  высоковольтного переключател  с помощью цепи отрицательной обратной св зи.

На чертеже представлена схема высоковольтного переключател .

Высоковольтный переключатель содер- жит N транзисторов 1 - 1 - 1 - N, N первых диодов 2-1 - 2-N, каждый из которых включен обратно-параллельно переходу база- эмиттер, соответствующего транзистора 1 - 1 - 1 - N.. N первых резисторов 3-1 - 3-N, каждый из которых подключен парал- лельпо соответствующему первому диоду 2-1 - 2--N, N-1 вторых диодов 4-1 - 4-(N-1) и N-1 вторых резисторов 5-1 -- 5-(N-1), третий диод 6, который включен параллельно нагрузке 7, N третьих резисто- ров 8-1 - 8-N, N конденсаторов 9- - 9-N и N четвертых диодов 10-1 -- 10-N,

причем база каждого транзистора 1-2 -

1 - N соединена с первыми выводами соответствующего второго резистора 5-1 - 5(N-I) и второго диода 4-1 - 4-(N-1), вторые выводы которых подключены к обпхей щи- не 11, база первого транзистора 1 - 1 соединена с щиной источника 12 управл ющих сигналов , а эмиттер - с общей щиной 11 и первым выводом источника 13 питани , второй вывод которого через соответствующий третий резистор 8-1 - 8-N, и четвертый диод 10-1 - 10-N подключен к коллектору каждого транзистора 1 - 1 - 1 - N, коллектор каждого предыдущего транзистора 1 - 1 - 1 - (N-I) через соответствующий конденсатор 9-1 -9-(N-1) подключен к эмиттеру последующего транзистора 1-2 - 1-N, коллектор N-ro транзистора 1-N через N-й конденсатор 9-N соединен с одним выводом нагрузки 7, другой вывод которой подключен к общей щине 11.

Кроме того, высоковольтный переключатель содержит дифференциальный усилитель 14, источник 15 опорного напр жени , дополнительный источник 16 питани  и делитель 17 напр жени , причем инвертирующий вход дифференциального усилител  14 через источник 15 опорного напр жени  соединен с общей щиной 11, котора  через дополнительный источник 16 питани  подключена к выводу питани  дифференциального усилител  14, неинвертирующий вход которого соединен с выходом делител  17 напр жени , который подключен параллельно нагрузке 7, выход дифференциального усилител  14 соединен с базой второго транзистора 1-2.

Дифференциальный усилитель 14 содержит два транзистора 18 и 19, тип проводи- мости которых противоположен типу проводимости транзисторов 1--1 - 1-N переклю

5 п

5 5

0

5

0

0

5

чател , и два резистора 20 и 21, причем эмиттеры транзисторов 18 и 19 объединены и через один резистор 20 подключены к обпхей HiHiic II, псрв1э1Й вывод другого резистора 21 соединен с выходом дифференциального усилител  14, а второй - с коллектором одного транзистора 18, база которого подключена к инвертирующему входу дифференциального усилител  14, база и коллектор другого транзистора 19 соответственно соединены с неинвертируюн.1,им входом и выводом питани  диффренциального усилител  14.

Высоковольтный переключатель работает следующим образом,

В исходном состо нии в паузах между импульсами управлени  все транзисторы 1 - 1 - 1 - N заперты и происходит зар д конденсаторов 9-1 - 9-N от источника 13 питани . Так, конденсатор 9-1 зар жаетс  по цепи: источник 13, резистор 8-1, конденсатор 9-1, диод 2-2, диод 4-1, обща  тина 11, источник 13. Аналогично зар жаютс  остальные конденсаторы. Токи зар да, протека  через диоды 2-2 - 2-N создают на них отрицательные перепады напр жени , приложенные к базам транзисторов 1 - 2 -- 1-N. что обеспечивает их запирание и уменьщенное врем  включени . Все конденсаторы 9-1 - 9-N зар жаютс  до напр жени  Е источника 13 питани  с пол рностью, указанной на чертеже.

При подаче импульса положительной пол рности от источника 12 управл ющих сигналов на базу первого транзистора 1 - 1 последний отпираетс  и к резисторам 3-2 и 5-I прикладываетс  отрицательный перепад напр жени  относительно общей щины 11, равный напр жению Е на конденсаторе 9-1 и запирающий диоды 2-2 и 4-1. На резисторе 3-2 и база-эмиттерном переходе транзистора 1-2 образуетс  положительный перепад напр жени . В результате отпираетс  транзистор 1-2. Аналогичным образом происходит включение всех последующих транзисторов 1-3 - 1-N.

В результате к нагрузке 7 прикладываетс  отрицательный импульс напр жени  с амплитудой N-E, равной су.мме напр жений на последовательно включенных конденсаторах 9-1 - 9-N.

После окончани  положительного импульса управлени  на базу транзистора 1 - 1 подаетс  запирающий отрицательный импульс, напр жение на коллекторе транзистора 1 - 1 возрастает до величины Е. После этого через резистор 8-1 и диоды 2-2 и 4-1 начинает аналогично описанному идти ток до- зар да конденсатора 9-1, образующий при этом отрицательный перепад напр жени  на резисторе 3.2, который обеспечивает быстрое запирание транзистора 1-2. Аналогично описанному происходит запирание всех последующих транзисторов 1-3 - 1-N.

В результате на нагрузке формируетс  спад импульса и элементы переключател  возвращаютс  в исходное состо ние.

В процессе запирани  транзисторов Ь- 1 1 - N переключател  (вследствие разброса величин времен рассасывани  неосновных носителей зар да) может возникнуть ситуаци , при которой после запирани  транзистора 1 - 1 последующие транзисторы 1-2 - 1-N в течение некоторого времени еще остаютс  открытыми. В результате к коллектору транзистора 1 - 1 в течение этого времени может быть приложено суммарное напр жение, примерно равное N-E, вующее на всех последовательно соединенных через транзисторы 1-2 - 1-N конденсаторах 9-1 - 9-N.

Однако при этом произойдет отпирание диода 10-1, благодар  чему обеспечитс  путь дл  разр да конденсаторов 9-1 - 9-N через нагрузку 7 на источник 13 питани . Величина напр жени  на коллекторе транзистора 1 - 1 в этих услови х не превысит величину напр жени  Е источника питани  13. Аналогично будут защищены и другие транзисторы в результате отпирани  диодов 10-2 - 10-N.

Стабилизаци  амплитуды выходных им- пульсов достигаетс  следующим образом. При отпирании транзистора 1 - 1 ток базы транзистора I-2 протекает через резистор 5-1 и конденсатор 9-1. Часть этого тока может протекать также через резистор 21, переход коллектор - эмиттер транзистора 18 и резистор 20 в дифференциальном усилителе 14. Если амплитуда выходных импульсов превыщает заданное номинальное значение из-за возрастани  напр жени  источника 13 питани , то величина импульса напр жени  на выходе делител  17 напр - жени  и неинвертирующем входе дифференциального усилител  14 становитс  больще, чем величина напр жени  источника 15 опорного напр жени . В результате ток коллектора транзистора 19, идущий от дополни- тельного источника 16 питани , увеличиваетс , а ток коллектора транзистора 18 уменьшаетс . Соответственно станов тс  меньше токи базы и коллектора транзис

0

5

0

5 5

0

тора 1-2, токи базы и коллектора последую- щих транзисторов по этой причине также станов тс  меньще. Величина падени  напр жени  на открытых транзисторах 1-2 - I-N возрастает, а напр жение на нагрузке 7 остаетс  неизменным.

Стабильность амплитуды выходных импульсов предлагаемого высоковольтного переключател  выше, чем у известных высоковольтных переключателей за счет регулировани  внутреннего сопротивлени  высоковольтного переключател  с помощью цепи отрицательной обратной св зи.

Claims (2)

1. Высоковольтный переключатель по авт. св. „NO 1162031, отличающийс  тем, что, с целью повышени  стабильности амплитуды выходных импульсов, введены дифференциальный усилитель, источник опорного напр жени , дополнительный источник питани  и делитель напр жени , причем инвертирующий вход дифференциального усилител  через источник опорного напр жени  соединен с общей шиной, котора  через дополнительный источник питани  подключена к выводу питани  дифференциального усилител , неинвертирующий вход которого соединен с выходом делител  напр жени , который подключен параллельно нагрузке, выход дифференциального усилител  соединен с базой второго транзистора.

2. Переключатель по п. 1, отличающийс  тем, что дифференциальный усилитель содержит два транзистора, тип проводимости которых противоположен типу проводимости транзисторов переключател , и два резистора , причем эмиттеры транзисторов объединены и через один резистор подключены к общей щине, первый вывод другого резистора соединен с выходом дифференциального усилител , а второй - с коллектором одного транзистора, база которого подключена к инвертирующему входу дифференциального усилител , база и коллектор другого транзистора соответственно соединены с неинвертирующим входом и выводом питани  дифференциального усилител .