SU1336213A1 - Формирователь импульсов наносекундной регулируемой длительности - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано в устройствах наносекундного диапазона контрольно-измерительной аппаратуры, а также системы св зи. Целью изобретени   вл етс  уменьшение длительности среза выходного импульса и расширение диапазона длительности выходного сигнала. Дл  достижени  цели в формирователь дополнительно введены резисторы 13 и 15 и электромагнитное реле 14. Формирователь также содержит транзисторы 1 и 2 одного типа проводимости , шины 3 и 7 источника питани , конденсаторы 4 и 12, выходную шину 5, резисторы 6, 8, 9, 11, источник 10 входных импульсов, шину 16 управлени . Плавна  регулировка длительности выходного импульса осуш,ествл етс  переменным резистором 15. Длительность среза выходного импульса на шине 5 предложенного формировател  имеет тот же пор док, что и длительность среза выходного импульса формировател , прин того за прототип. 1 и,а. 5fi (Л САЭ СО Oi rsD СО - J

Description

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в устройствах наносекундного диапазона контрольно-измерительной аппаратуры, а также в системах св зи.

Цель изобретени  - уменьшение длительности среза выходного импульса и расширение диапазона длительности выходного сигнала.

На чертеже представлена электрическа  принципиальна  схема устройства.

Формирователь импульсов наносекунд- ной регулируемой длительности содержит первый 1 и второй 2 транзисторы одинаковой проводимости, в котором эмиттер второго транзистора 2 подключен к первой шине 3 источника питани , коллектор его подключен через первый конденсатор 4 к выходной шине 5, а через первый резистор 6 - к второй шине 7 источника питани , а база его соединена с эмиттером первого транзистора и через второй резистор 8 - с шиной 3 источника питани , коллектор первого транзистора 1 через третий резистор 9 подключен к второй шине 7 источника питани , а его база подключена к источнику 10 входных импульсов , а параллельно переходу база-эмиттер первого транзистора 1 включен четвертый резистор 11, второй конденсатор 12, п тый резистор 13, электромагнитное реле 14 и шестой резистор 15, причем цепь последовательно соединенных п того резистора 13 и контактов электромагнитного реле 14 включена параллельно переходу база-эмиттер второго транзистора 2, а цепь из последовательно соединенных второго конденсатора 12 и шестого резистора 15 включена параллельно переходу база-коллектор первого транзистора 1, обмотка электромагнитного реле 14 подключена между первой шиной 3 источника питани  и шиной 16 управлени .

Формирователь работает следующим образом .

В исходном положении первый транзистор 1 и второй транзистор 2 каскада закрыты , конденсаторы 4 и 12 зар жены до напр жени , близкого к напр жению источника питани . При подаче на базу первого транзистора 1 через разделительный конденсатор источника 10 входных импульсов с крутым фронтом, первый транзистор 1 быстро открываетс , при этом источник питани  подключаетс  к переходу база-эмиттер второго транзистора 2 через открытый первый транзистор 1 и третий резистор 9, что позвол ет предельно быстро ввести зар ды в базу второго транзистора 2, включить его и ввести в насышение. При этом на вь ходной шине 5 формируетс  фронт выходного импульса . Уровень насыш,ени  второго транзистора 2 зависит от величины тока эмиттера первого транзистора 1, который .управл етс  при помоши цепи, состо щей из (пе0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ременного) шестого резистора 15, второго конденсатора 12 и четвертого резистора И.

При открытом транзисторе 1 разделительный конденсатор источника 10 входных импульсов разр жаетс  по цепи второй конденсатор 12 (переменный) шестой резистор 15, открытый переход коллектор-эмиттер первого транзистора 1, четвертый резистор 11. Поскольку последний включен параллельно переходу база-эмиттер первого транзистора 1, то падение напр жени  на нем, вызванное протеканием тока разр да разделительного конденсатора источника 10 входных импульсов, определ ет величину смещени  транзистора 1. При изменении величины сопротивлени  переменного шестого резистора 15 измен етс  ток разр да второго конденсатора 12, что вызывает изменение смещени  перехода база-эмиттер первого транзистора 1 и изменение тока эмиттера транзистора 1, что равносильно изменению сопротивлени  открытого перехода коллектор-эмиттер транзистора 1.

Уменьшение величины сопротивлени  переменного шестого резистора 15 вызывает увеличение тока разр да второго конденсатора 12, увеличение падени  напр жени  на четвертом резисторе 11, а значит уменьшение положительного смещени  перехода база-эмиттер транзистора 1, уменьшению тока эмиттера транзистора 1, т. е. увеличению сопротивлени  коллектор-эмиттер транзистора 1. Уменьшение тока эмиттера транзистора 1 приводит к уменьшению его составл ющей, котора  протекает по цепи: источник питани , третий резистор 9, открытый переход коллектор-эмиттер транзистора 1, открытый переход база-эмиттер транзистора 2, перва  щина источника питани , что уменьшает уровень насыщени  транзистора 2.

Замкнутые контакты электромагнитного реле 14 представл ют собой индуктивность. Индуктивность не вли ет на формирование фронта выходного импульса, так как ток через индуктивность скачком изменитьс  не может, а индуктивность во врем  формировани  фронта выходного импульса имеет большое сопротивление. В дальнейшем происходит перераспределение тока эмиттера транзистора 1. С посто нной времени, определ емой отношением величины индуктивности к сумме сопротивлений перехода коллектор-эмиттер транзистора 1, третьего резистора 9 и п того резистора 13, уменьшаетс  составл юща  тока эмиттера, протекающа  через открытый переход транзистора 2 и увеличиваетс  составл юща  тока эмиттера, протекающа  через цепь из последовательно соединенных индуктивности и п того резистора 13. Через некоторое врем  почти весь ток эмиттера транзистора 1 протекает через индуктивность и резистор 13,

ток, вытекающий в базу транзистора 2, становитс  равным нулю. В этот момент начинаетс  быстрый вывод неосновных носителей из базы транзистора 2 через цепь из последовательно соединенных индуктивности и резистора 13, причем последний выбран небольшого номинала в единицы Ом. При этом происходит запирание транзистора 2 с быстродействием, близким к предельному, и формирование среза выходного импульса.

Процесс запирани  транзистора 2 состоит из двух этапов.

На первом этапе происходит вывод избыточного зар да, вызванного накоплением неосновных носителей в базе транзистора 2, из базы транзистора 2. На втором этапе происходит разр д паразитной емкости база-эмиттер транзистора 2 выходного ключевого каскада и формируетс  срез выходного импульса формировател  на выходной шине 5. Образуетс  при этом параллельный колебательный контур из небольшой индуктивности в единицы наногенри небольшого резистора 13 в единицы Ом и паразитной емкости база-эмиттер транзистора 2 в дес тки пикофарад с периодом собственных колебаний около наносекунды. При разр дке паразитной емкости база-эмиттер транзистора 2 ток разр да вытекает из базы транзистора 2, поэтому напр жение полупериода колебаний колебательного контура имеет отрицательный знак. Амплитуда напр жени  первого полупериода колебаний достаточна дл  предельно быстрого закрывани  транзистора 2 выходного ключевого каскада. Процесс формировани  выходного импульса на выходной шине 5 заканчиваетс . Дл  устранени  возможности вторичного открывани  транзистора 2 положительной полуволной колебаний колебательного контура включен резистор 13, уменьшающий добротность колебательного контура. Плавна  регулировка длительности выходного импульса осуществл етс  изменением величины сопротивлени  переменного шестого резистора 15. При максимальном сопротивлении переменного резистора 15 выходной импульс формировател  на выходной шине 5 имеет максимальную длительность. В этом случае сопротивление открытого перехода эмиттер-коллектор транзистора 1 минимально, что приводит к наибольшему -уровню насыщени  транзистора 2 и наибольшему времени зар да индуктивности (максимальна посто нна  времени зар да индуктивности по цепи: источник питани , третий резистор 9, открытый переход эмиттер-коллектор транзистора 1, индуктивность, резистор 13, перва  шина источника питани ). При минимал ном сопротивлении переменного резистора 15 выходной импульс формировател  на выходной шине 5 имеет минимальную длительность.

0

15

0

5

0

5

0

5

0

5

так как сопротивление открытого перехода эмиттер-коллектор транзистора 1 максимально .

При подаче управл юшего сигнала происходит размыкание контактов электромагнитного реле 14. В формировании фронта выходного импульса никаких изменений не происходит. Уровень насыщени  транзистора 2 зависит от величины тока эмиттера транзистора 1, который управл етс  при помощи цепи, состо щей из переменного резистора 15, конденсатора 12 и резистора 11. По окончании входного импульса на базе транзистора 1 происходит запирание транзистора 2. Процесс запирани  транзистора 2 как и ранее состоит из двух этапов: вывода избыточных зар дов из базы транзистора 2 и разр да паразитной емкости база-эмиттер транзистора 2, которые происход т через резистор 8. Отключение цепи из последовательно соединенных индуктивности и резистора 13 приводит к увеличению длительности выходного импульса на выходной шине 5 в 10-15 раз при сохранении регулировки длительности выходного импульса с помощью переменного резистора 15. Кроме того , происходит увеличение длительности среза выходного импульса. Длительность среза выходного импульса на выходной шине 5 имеет тот же пор док, что и длительность среза выходного импульса известного формировател .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Формирователь импульсов наносекунд- ной регулируемой длительности, содержащий первый и второй транзисторы одинаковой проводимости, эмиттер второго транзистора подключен к первой шине источника питани , коллектор его подключен через первый конденсатор к выходной шине, через первый резистор - к второй шине источника питани , а база его соединена с эмиттером первого транзистора и через второй резистор соединена с первой шиной источника питани , коллектор первого транзистора через третий резистор подключен к второй шине источника питани , а его база подключена к источнику входных импульсов, а параллельно пере.ходу база-эмиттер первого транзистора включен четвертый резистор, второй конденсатор, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  длительности среза выходного импульса и расширени  диапазона длительности выходного сигнала, в него введены п тый резистор, электромагнитное реле и щестой резистор, причем цепь последовательно соединенных п того резистора и контактов электромагнитного реле включена параллельно переходу база-эмиттер второго транзистора, а цепь последователь1336213 5Ь

   но соединенных второго конденсатора и шее-обмотка электромагнитного реле подключетого резистора включена параллельно пере-на между первой шиной источника питани 

   ходу база-коллектор первого транзистора,и шиной управлени .