SU847490A1 - Релаксационный генератор - Google Patents

Description

Изобретение относится к генерированию электрических импульсов и предназначено для использования в радиоэлектронных устройствах, в частности частотных и время-импульсных преобразователях. ⁵

Известен релаксационный генератор, содержащий зарядную цепь, накопительный конденсатор, параллельно которому включено разрядное устройство с выходной вольт-амперной характеристикой S -типа

Недостатком этого устройства является большая длительность фронтов выходного импульса и большая величина емкости накопительного конденсатора.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению относится устройство, содержащее зарядную цепь, накопительный конденсатор, параллельно _м которому включено разрядное устройство с управляемой выходной вольт-амперной характеристикой S-типа, состоящее из двух основных транзисторов разного типа проводимости с коллекторными резисторами и резистивными коллекторно-базовыми цепями связи и дополнительного транзистора, включенного между базами основных транзисторов, и резистором в цепи базы[2}.

Недостатком известного устройства является большая длительность фронта и большая величина емкости времяэадающего ковденсатора.

Цель изобретения - уменьшение длительности фронта выходных импульсов й емкости времязадающего конденсатора.

Поставленная цель достигается тем, что в релаксационный генератор, со- . держащий зарядную цепь, накопительный конденсатор, параллельно которому включено разрядное устройство с управляемой выходной вольт-амперной характеристикой S -типа, состоящее из двух основных транзисторов разного типа проводимости с коллекторными резисторами и резистивными коллекторнобазовыми цепями связи и дополнитель1 ного транзистора, включенного между базами основных транзисторов и резистором в цепи базы, включен дополнительный конденсатор, соединенный с базой дополнительного и коллектором основного транзистора другого типа проводимости разрядного устройства_о

На чертеже представлена схема релаксационного генератора.

Релаксационный генератор содержит зарядный резистор 1 и накопительный конденсатор 2, параллельно которому включено разрядное устройство с выходной вольт-амперной характеристикой S -типа на двух транзисторах 3 и 4 разного типа проводимости с резисторами 5 и 6 в коллекторных цепях, коллекторнобазовыми резисторами 7 связи и дополнительный транзистор 8, эмиттер которого соединен с базой транзистора 3 того же типа проводимости, а коллектор - с базой транзистора 4 другого типа проводимости. В цепь базы дополнительного транзистора 8 включен резистор 9. Между базой дополнительного транзистора 8 и коллектором транзистора 4 другого типа проводимости включен дополнительный конденсатор 10.

В первый момент времени после включения источника питания все транзисторы релаксационного генератора заперты. Накопительный конденсатор 2 заряжается через резистор 1. Дополнительный конденсатор 10 заряжается через последовательную цепь резисторов 1~5~7-9~6. По мере заряда дополнительного конденсатора 10 напряжение на базе дополнительного транзистора 8 увеличивается. Это приводит к уменьшению напряжения включения разрядного устройства с выходной вольт-амперной характеристикой S -типа. Как только указанное напряжение включения станет равным возрастающему напряжению на накопительном конденсаторе 2, транзисторы 3 и 4 начнут открываться и напряжения на коллекторных резисторах 5 и 6 начнут возрастать.' Указанное увеличение напряжения через дополнительный конденсатор 10 передается на базу дополнительного транзистора 8. Это приводит к возрастанию токов базы и коллектора дополнительного транзистора и следовательно - основных транзисторов 3 и 4, что вызывает ускоренное' нарастание напряжения на коллекторных резисто7490 4 рах 5 и 6 и еще большее увеличение тока дополнительного транзистора 8. Таким образом, замыкается цепь положительной обратной связи, что приво₅ дит к лавинообразному увеличению коллекторных токов транзисторов 3 и 4 и ускоренному переключению их в режим насыщения. Тем самям укорачивается фронт импульсов на коллекторе тран10 зистора 4, с которого снимаются выходные импульсы. После переключения транзисторов 3 и 4 дополнительный конденсатор разряжается через переходы база-эмиттер основного тран15 зистора 3, дополнительного транзистора 8 и коллекторный резистор 6, а накопительный конденсатор 2 разряжается через устройство с выходной вольт-амперной характеристикой S -типа, напряжение на нем уменьшается.

Как только оно уменьшается до напряжения выключения устройства с выходной вольт-амперной характеристикой S-типа, его основные транзисторы 3 и 4 начнут переключаться в запертое состояние, а напряжение на коллекторе транзистора 4 уменьшается. Уменьшение этого напряжения передается на базу дополнительного транзистора 8 через дополнительный конденсатор 10. В итоге все транзисторы 3, 4 и 8 устройства с выходной вольт-амперной характеристикой переключатся в запертое состояние, а напряжение включения устройства увеличивается, практически, до напряжения пробоя основных транзисторов 3 и 4. Конденсаторы 2 и 10 вновь начинают заряжаться. Этим определяется начало следующего периода работы релаксационного генератора, который происходит так же, как и предыдущий.

Длительность выходных импульсов на коллекторе основного транзистора определяется постоянной времени цепи разряда накопительного конденсатора 2, емкостью этого конденсатора и параллельной цепью из двух коллекторных резисторов 5 и 6, а длительность о интервала между импульсами, соответствующая длительности запертого состояния транзисторов 3, 4 и 8, определяется как постоянной времени цепи заряда накопительного конденсатора 2, которая равна =R1»C2, так и постоянной времени цепи заряда дополнительного ковденсатора и последовательной цепью из зарядного резистора

847490 *

1, коллекторных резисторов 5, 6 резистора 7 в цени коллекторно-базовой связи и резистора 9 в цепи базы дополнительного транзистора ).

Чем больше по сравнению ст^-^ , ¹⁰ < тем в большей степени длительность интервала между импульсами определяется постоянной времениЪ^. Увеличение последней легко обеспечивается увеличением сопротивлений резисторов 10 цепи заряда дополнительного конденсатора 10, особенно сопротивления резистора 9 в цепи базы дополнительного транзистора, которое может быть на два-три порядка больше сопротив- 15 ления зарядного резистора 1. Поэтому емкость второго конденсатора 9 может быть уменьшена на два-три порядка по сравнению с емкостью накопительного конденсатора 2 в известном релакса- 20 ционном генераторе при тех же значениях длительности интервала между импульсами. Поскольку для генератора этого типа характерна большая скважность, период выходных импульсов в 25 основном определяется постоянной времени цепи заряда дополнительного конденсатора 10, емкость которого может быть на два-три порядке меньше емкости накопительного конденсатора £ в 30 известном генераторе. Поскольку период в этом случае определяется в основном емкостью дополнительного конденсатора 10, емкость накопительного конденсатора 2 может быть умень- 35 шена на два-три порядка.

Включение второго конденсатора между базами дополнительного транзистора и коллектором транзистора другого типа проводимости отличает пред- ⁴⁰ лагаемый релаксационный генератор от известного, так как позволяет значительно уменьшить длительность фронта выходных импульсов на коллекторе транзистора и уменьшить емкость времяза- <5 дающего конденсатора. Уменьшение фронта выходных импульсов обеспечивает работоспособность предлагаемого релаксационного генератора на более, высоких частотах. На этих частотах. 50 возможно повышение температурной стабильности частоты, так как укорочение фронта связано с ускорением термозависимых переходных процессов при переключении транзисторов, длительность которых на повышенных частотах сопоставима с периодом. В результате уменьшения емкости времязадающего коцценсатора расширена возможность миниатюризации и повышения температурной стабильности частоты релаксационного генератора особенно в миллисекундном диапазоне, где применяемые обычно конденсаторы имеют, большие габариты, вес и низкую температурную стабильность. Таким образом, расширяется диапазон частот, на которых может применяться простой релаксационный генератор.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к генерированию электрических импульсов и пред назначено дл  использовани  в радиоэлектронных устройствах, в частности частотных и врем -импульсных преобpaзoвateл x . Известен релаксационный генератор содержащий зар дную цепь, накопитель ный конденсатор, параллельно которому включено разр дное устройство с выходной вольт-амперной характеристикой S -типа }. Недостатком этого устройства  вл етс  больша  длительность фронтов выходного импульса и больша  величин емкости накопительного конденсатора. Наиболее близким по технической сущности к изобретению относитс  устройство , содержащее зар дную, цепь на копительньй конденсатор, параллельно которому включено разр дное устройство с управл емой выходной вольт-амперной характеристикой S-типа, состо щее из двух основных транзисторов разного типа проводимости с коллекторными резисторами и резистивными коллекторно-базовыми цеп ми св зи и дополнительного транзистора, включенного между базами основных транзисторов , и резистором в цепи . Недостатком известного устройства  вл етс  больша  длительность фронта и больша  величина емкости врем эадающего ковденсатора. Цель изобретени  - уменьшение длительности фронта выходных импульсов и емкости врем задаюцего конденсатора. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в релаксационный генератор, со- . держащий зар дную цепь, накопительный конденсатор, параллельно которому включено разр дное устройство с управл емой выходной вольт-амперной характеристикой S -типа, состо щее из двух основных транзисторов разного типа проводимости с коллекторными резисторами и резистивными коллекторнобазовыми цел ми св зи и дополнитель- 3 него транзистора, включенного между базами основных транзисторов и резистором в цепи базы, включен дополнительный конденсатор, соединенный с базой дополнительного и коллектором основного транзистора другого типа проводимости разр дного устройства На чертеже представлена схема релакса1щонного генератора. Релаксационный генератор содержит зар дный резистор 1 и накопительный конденсатор 2, параллельно которому включено разр дное устройство с выходной вольт-амперной характеристикой S -типа на двух транзисторах 3 и 4 разного типа проводимости с резисторами 5 и 6 в коллекторных цеп х котшекторнобазовыми резисторами 7 св зи и дополнительный транзистор 8, эмиттер которого соединен с базой транзистора 3 того же типа проводимо ти, а коллектор - с базой транзистора 4 другого типа проводимости. В цепь базы дополнительного транзистора 8 включен резистор 9. Между базой дополнительного транзистора 8 и коллектором транзистора 4 другого типа проводимости вк-пючен дополнительный ковденсатор 10. В первый момент времени после вкл чени  источника питани  все транзисторы релаксационного генератора запе ты Накопительный конденсатор 2 зар  жаетс  через резистор 1. Дополнитепь ньш конденсатор 10 зар жаетс  через последовательную цепь резисторов 1-5-7-9-6, По мере зар да дополнител ного конденсатора 10 напр жение на б зе дополнительного транзистора 8 уве личиваетс . Это приводит к уменьшению напр жени  включени  разр дного устройства с выходной вольт-амперной характеристикой S -типа. Как только указанное напр жение включени  станет равным возрастающему напр жению на накопительном конденсаторе 2, транзисторы 3 и 4 начнут открыватьс и напр жени  на коллекторных резисторах 5 и 6 начнут возрастать. Указанное увеличение напр жени  через дополнительный ко1аденсатор 10 передаетс  на базу дополнительного тран зистора 8, Это приводит к возрастанию токов базы и коллектора допол нительного транзистора и следовател но - основных транзисторов 3 и 4, что вызывает ускоренное нарастание напр жени  на коллекторных резисто4 pax 5 и 6 и еще большее увеличение тока дополнительного транзистора 8, Таким образом, замыкаетс  цепь положительной обратной св зи, что приводит к лавинообразному увеличению коллекторных токов транзисторов 3 и 4 и ускоренному переключению их в режим насыщени . Тем самлм укорачиваетс  фронт импульсов на коллекторе транзистора 4, с которого снимаютс  выходные импульсы. После переключени  транзисторов 3 и 4 дополнительный конденсатор разр жаетс  через переходы база-эмиттер основного транзистора 3, дополнительного транзистора 8 и коллекторный резистор 6, а накопительный конденсатор 2 разр жаетс  через устройство с выходной вольт-амперной характеристикой S -типа , напр жение на нем уменьшаетс . Как только оно уменьшаетс  до напр жени  выключени  устройства с выходной вольт-амперной характеристикой S-типа, его основные транзисторы 3 и 4 начнут переключатьс  в запертое состо ние, а напр жение на коллекторе транзистора 4 уменьшаетс . Уменьшение этого напр жени  передаетс  на базу дополнительного транзистора 8 через дополнительный конденсатор 10. В итоге все транзисторы 3, 4 и 8 устройства с выходной вОЛЬт-амперной характеристикой переключатс  в запертое состо ние, а напр жение включени  устройства увеличиваетс , практически , до напр же1и  пробо  основных транзисторов 3 и 4, Конденсаторы 2 и 10 вновь начинают зар жатьс . Этим определ етс  начало следующего периода работы релаксационного генератора , который происходит так же, как и предыдущий. Длительность выходных импульсов на коллекторе основного транзистора определ етс  посто нной времени цепи разр да накопительного конденсатора 2, емкостью этого конденсатора и параллельной цепью из двух коллекторных резисторов 5 и 6, а длительность интервала между импульсами, соответствующа  длительности запертого состо ни  транзисторов 3, 4 и 8, определ етс  как посто нной времени цепи зар да накопительного ковденсатора 2, котора  равнаС-л Н1С2, так и посто нной времени цепи зар да дополнительного ковденсатора и последовательной цепью из зар дного резистора I, KOJiJieKTopibix резисторов 5, 6 рези тора 7 в цени коллекторно-базовой св зи и резистора 9 в цепи базы дополнительного транзистора 8L.j,:iCq(( Чем больше ьл по сравнению сГо., тем в большей степени длительность интервала между импульсами определ етс  посто нной времени Tjj,. Увеличение последней легко обеспечиваетс  увеличением сопротивлений резисторов цепи зар да дополнительного конденсатора 10, особенно сопротивлени  резистора 9 в цепи базы дополнительного транзистора, которое может быть на два-три пор дка больше сопротивлени  зар дного резистора 1. Поэтому емкость второго конденсатора 9 может быть уменьшена на два-три пор дка по сравнению с емкостью накопительного конденсатора 2 в известном релаксационном генераторе при тех же значени х длительности интервала между импульсами . Поскольку дл  генератора этого типа характерна больша  скважность , период выходных импульсов в основном определ етс  посто нной времени цепи зар да дополнительного конденсатора 10, емкость которого может быть на два.-три пор дке меньше емкости накопительного конденсатора в известном генераторе. Поскольку период в этом случае определ етс  в основном емкостью дополнительного конденсатора 10, емкость накопительного конденсатора 2 может быть уменьшена на два-три пор дка. Включение второго конденсатора между базами дополнительного транзистора и коллектором транзистора другого типа проводимости отличает предлагаем й релаксационный генератор от известного, так как позвол ет значительно уменьшить длительность фронта выходных импульсов на коллекторе тран зистора и уменьшить емкость врем задающего конденсатора. Уменьшение фрон та выходных импульсов обеспечивает работоспособность предлагаемого релаксационного генератора на более, высоких частотах. На этих частотах, возможно повышение температурной стабильности частоты, так как укорочение фронта св зано с ускорением термозависимых переходных процессов при переключении транзисторов, длительность которых на повышенных частотах сопоставима с периодом. В результате уменьшени  емкости врем задамщего конденсатора расширена возможность миниатюризации и повышени  температурной стабильности частоты релаксационного генератора особенно в миллисекундном диапазоне, где примен емые обычно конденсаторы имеют, большие габариты, вес и низкую температурную стабильность . Таким образом, расшир етс  диапазон частот, на которых может примен тьс  простой релаксационный генератор. Формула изобретени  Релаксационный генератор, содержащий зар дную цепь, накопительный конденсатор, параллельно которому включено разр дное устройство с управл емой выходной вольт-амперной характеристикой S -типа, состо щее из двух основных транзисторов разного типа проводимости с коллекторными резисторами и резистивными коллектор но- базовыми цеп ми св зи и дополнительного транзистора, включенного между базами основных транзисторов и резистором в цепи базы, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  длительности фронта выходных импульсов и емкости накопительного ко11денсатора, включен дополнительный конденсатор, соединенный с базой дополнительного и коллектором основного транзистора другого типа проводимости разр дного устройства . Источники информации, рин тые во внимание при экспертизе 1.Кублановский Я.С. Тиристорные устройства. П., Энерги , 1978, . 64.
2. 2.Дь конов В.П. Стабилизаци  реаксационных генераторов на приборах 3 -образной вольт-амперной харак еистикой . - Радиотехника, Т-27, 1972. № 4, с. 25-29.