SU907783A1

SU907783A1 - Pulse shaper

Info

Publication number: SU907783A1
Application number: SU782625020A
Authority: SU
Inventors: Юрий Васильевич Зимников
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4213
Priority date: 1978-04-07
Filing date: 1978-04-07
Publication date: 1982-02-23

Description

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различной аппаратуре для повышения амплитуды выходных импульсов импульсных усилителей.The invention relates to a pulse technique and can be used in various equipment to increase the amplitude of the output pulses of pulse amplifiers.

Известна диодно-конденсаторная ⁵ схема умножения напряжения, в которой может быть получено умноженное постоянное напряжение или напряжение, образованное из суммы умноженного постоянного напряжения и импульс·'® ного напряжения fl ].A diode-capacitor ⁵ voltage multiplication circuit is known, in which a multiplied constant voltage or voltage formed from the sum of the multiplied constant voltage and the pulse voltage '® voltage fl] can be obtained.

Недостатком указанной схемы умножения является наличие постоянного напряжения в паузах между выходными импульсами.The disadvantage of this multiplication scheme is the presence of a constant voltage in the pauses between the output pulses.

Цель изобретения - повышение амплитуды импульсов и устранение постоянной составляющей выходного напряжения. 20The purpose of the invention is to increase the amplitude of the pulses and eliminate the constant component of the output voltage. 20

Поставленная цель достигается тем, что вход схемы умножения напряжения между коллекторным и эмиттерным выводами транзистора эмиттерного повторителя, а выход схемы умножения напряжения через ключ соединен с выходной клеммой формирователя импульсов .This goal is achieved in that the input of the voltage multiplier circuit between the collector and emitter terminals of the emitter follower transistor, and the output of the voltage multiplier circuit is connected via a key to the output terminal of the pulse shaper.

На фиг.1 и 2 представлены схемы формирователя импульсов.Figure 1 and 2 presents the circuit of the pulse shaper.

Формирователь импульсов содержит эмиттерный повторитель на транзисторе 1 и резисторе 2. На выходе формирователя импульсов подключен ключевой транзистор 3 с базовым резистором 4, параллельно которому может быть включен конденсатор 5 для ускорения процесса открытия транзистора 3 и уменьшения тем самым длительности переднего фронта выходного импульса. Между коллекторным и эмиттерным выводами транзистора 1 подключен вход диодно-конденсаторной схемы умножения напряжения. На фиг.1 схема умножения содержит пять диодно-конденсаторных цепочек и состоит из конденсаторов 6-10 и to диодов 11и15. На фиг .2 схема умножения содержит шесть диодно-конденсаторных цепочек и состоит из диодов 11-16 и конденсаторов 6-10,17.The pulse shaper contains an emitter follower on transistor 1 and resistor 2. At the output of the pulse shaper, a key transistor 3 is connected with a base resistor 4, in parallel with which a capacitor 5 can be connected to accelerate the process of opening the transistor 3 and thereby reduce the duration of the leading edge of the output pulse. Between the collector and emitter terminals of the transistor 1 is connected to the input of the diode-capacitor voltage multiplication circuit. 1, the multiplication circuit contains five diode-capacitor chains and consists of capacitors 6-10 and to diodes 11 and 15. In Fig. 2, the multiplication circuit contains six diode-capacitor chains and consists of diodes 11-16 and capacitors 6-10.17.

Работа формирователя импульсов (фиг.1) происходит следующим образом .The operation of the pulse shaper (figure 1) is as follows.

При отсутствии входных импульсов транзистор 1 закрыт, конденсатор 6 заряжается через диод 11 и эмиттерный резистор 2 от источника 18 питания. При поступлении на базу транзистора 1 входного импульса положительной полярности транзистор 1 открывается, и конденсатор 6 через открытый транзистор 1 и диод 12 заряжает конденсатор 7·In the absence of input pulses, the transistor 1 is closed, the capacitor 6 is charged through the diode 11 and the emitter resistor 2 from the power source 18. When the input pulse of positive polarity arrives at the base of transistor 1, transistor 1 opens, and capacitor 6 charges capacitor 7 through an open transistor 1 and diode 12

По окончании входного импульса транзистор 1 закрывается, а заряженный конденсатор 7 и последовательно соединенный с ним источник 18 через диод 13 заряжают конденсатор 8. Одновременно конденсатор 6 подзаряжается от источника 18 через диод 11. С приходом следующего импульса транзистор 1 опять открывается, и от ,заряженных конденсаторов 6 и 8 через открытый транзистор 1 и диоды 12 и 14 заряжаются конденсаторы 7 и. 9. По окончании этого импульса транзистор 1 закрывается, и от последователь но соединенных источника 18 и задержанных конденсаторов 7 и 9 через резистор 2 и диоды 11, 13 Η 15 заряжаются конденсаторы 6, 8 и 10.At the end of the input pulse, the transistor 1 closes, and the charged capacitor 7 and the source 18 connected in series through the diode 13 charge the capacitor 8. At the same time, the capacitor 6 is recharged from the source 18 through the diode 11. With the arrival of the next pulse, the transistor 1 opens again, and from capacitors 6 and 8 through an open transistor 1 and diodes 12 and 14 are charged capacitors 7 and. 9. At the end of this pulse, the transistor 1 closes, and capacitors 6, 8, and 10 are charged from the sequentially connected source 18 and delayed capacitors 7 and 9 through the resistor 2 and diodes 11, 13 Η 15.

Таким образом, в установившемся режиме работы на конденсаторе 6 образуется постоянное напряжение и^=Е-П^^-1.1д, где Е - напряжение источника 18 питания, падение напряжения на резисторе 2 от зарядного тока конденсаторов 6, 8, 10 на момент окончания паузы между импульсами, 11д - падение напряжения на диоде 1 ’.Thus, in the steady-state mode of operation, a constant voltage is formed on the capacitor 6 and ^ = Е-П ^^ - 1.1д, where Е is the voltage of the power source 18, the voltage drop across the resistor 2 from the charging current of the capacitors 6, 8, 10 at the time of completion pauses between pulses, 11d - voltage drop across the diode 1 '.

На конденсаторах 7. 8, 9 и 10 в установившемся режиме работы образуются постоянные напряжения =Ц^_и=и2у2 11д, где Н_2п- амплитуда выходного импульса на эмиттерном резисторе 2, Нд - падение напряжения на ^:соответствующих диодах 12, 13 и 14 или 15·On capacitors 7. 8, 9 and 10, in a steady-state mode of operation, constant voltages are formed = Ts ^ _u = u2u2 11d, where N _2n is the amplitude of the output pulse at the emitter resistor 2, Nd is the voltage drop at ^{: the} corresponding diodes 12, 13 and 14 or fifteen·

При умеренной величине сопротивления внешней нагрузки, подключаемой к -выходным клеммам формирователя импульсов, величина тока нагрузки и, соответственно, зарядного тока кон-денсаторов 6, 8 и 1П будет небольшой.With a moderate value of the external load resistance connected to the-output terminals of the pulse shaper, the load current and, accordingly, the charging current of the capacitors 6, 8 and 1P will be small.

Тогда величины также невелики напряжение на конденсаторе 6 становится близким к величине Е напряжения источника 18 питания, а на конденсаторах 7-10 напряжение близко к величине амплитуды выходных импульсов на эмиттерном резисторе 2.Then the values are also small The voltage on the capacitor 6 becomes close to the value E of the voltage of the power source 18, and on the capacitors 7-10 the voltage is close to the amplitude of the output pulses on the emitter resistor 2.

В паузе между импульсами транэис-’ тор 3 закрыт обратным смещением на его база-эмитт^рном переходе, создаваемым прямым падением напряжения на открытом в это время диоде 15. Напряжение на внешней нагрузке близко к нулю, так как сопротивление базаколлекторногф перехода закрытого транзистора 3 достаточно велико по сравнению с сопротивлением внешней нагрузки, и основная часть напряжение Е источника питания и последовательно соединенных с ним конденсаторов 7 9 падает на база-коллекторном переходе транзистора 3, а незначительная часть - на внешней нагрузке. > э ./In the pause between pulses, transistor 3 is closed by a reverse bias to its base-emitter junction created by a direct voltage drop on the diode 15 open at that time. The voltage at the external load is close to zero, since the resistance of the base-collector junction of the closed transistor 3 is sufficient is large compared to the resistance of the external load, and the main part of the voltage E of the power source and the capacitors 7 9 connected in series with it drops at the base-collector junction of the transistor 3, and a small part - at the external her load. > e ./

При подаче на базу транзистора 1 входного импульса положительной полярности одновременно с открытием транзистора 1 ( фиг.1 ) открывается транзистор 3 за счет протекания через 9Г0 эмиттерно-базовый переход и ре< зистор 4 части разрядного тока последовательно соединенных конденсаторов 6, 8 и 10 , в результате чего к внешней нагрузке через открытый транзистор 3 прикладывается суммарное напряжение на резисторе 2 и на последовательно соединенных заряженных конденсаторах 6, 8 и 10, вследствие чего йа внешней нагрузке образуется выходной импульс, совпадающий по фазе с входным, амплитуда которого во много раз может.превышать амплитуду выходных импульсов эмиттерного повторителя, причем амплитуда выходных импульсов может также значительно превышать величину напряжения Е источника питания.When an input pulse of positive polarity is supplied to the base of transistor 1 simultaneously with the opening of transistor 1 (Fig. 1), transistor 3 opens due to the emitter-base junction passing through 9Г0 and the resistor 4 of the discharge current part of the series-connected capacitors 6, 8 and 10, in As a result, the total voltage is applied to the external load through the open transistor 3 on the resistor 2 and on the series-connected charged capacitors 6, 8, and 10, as a result of which an output pulse is generated at the external load, coinciding which is in phase with the input, the amplitude of which can be many times greater than the amplitude of the output pulses of the emitter follower, and the amplitude of the output pulses can also significantly exceed the voltage E of the power source.

Аналогичным образом работает формирователь импульсов по схеме фиг.2, только выходной импульс повышенной амплитуды на его выходе образуется в паузе между входными импульсами. В этой паузе транзистор 1 закрыт, а транзистор 3 открыт положительным перепадом напряжения на эмиттернобаэовом переходе вследствие разности напряжений на последовательно соединенном источнике питания, конденсаторах 7, 9 и 17 и конденсаторах 6, 8 и 10. В результате этого к внешней нагрузке через открытый транзистор 3 прикладывается суммарное. напряжение Е источника питания и последовательно соединенных конденсаторов 7, 9 и 17, вследствие чего на внешней нагрузке образуется выходной импульс напряжения повышенной амплитуды .In a similar way, the pulse shaper works according to the scheme of Fig. 2, only the output pulse of increased amplitude at its output is formed in the pause between the input pulses. In this pause, the transistor 1 is closed, and the transistor 3 is opened by a positive voltage drop at the E-beam transition due to the voltage difference at the power supply connected in series, capacitors 7, 9 and 17 and capacitors 6, 8 and 10. As a result, an external load through the open transistor 3 the total is applied. the voltage E of the power source and the series-connected capacitors 7, 9 and 17, as a result of which an output voltage pulse of increased amplitude is formed on the external load.

При амплитуде входных импульсов, близкой к величине Е напряжения источника питания, т.е. при работе в режиме с большими амплитудами входных импульсов, на выходе формирователей импульсов (фиг.1 и 2) могут быть получены импульсы с амплитудой, близкой к величине 4Е.When the amplitude of the input pulses is close to the value E of the voltage of the power source, i.e. when operating in a mode with large amplitudes of the input pulses, pulses with an amplitude close to 4E can be obtained at the output of the pulse shapers (FIGS. 1 and 2).

Наряду с возможностью получения выходных импульсов с повышенной амплитудой формирователь импульсов одновременно обеспечивает возможность получения повышенного постоянного напряжения, превышающего напряжение Е источника питания, образуемого из суммы напряжения Е источника питания и напряжений последовательно соединенных заряженных конденсаторов 7 и 9 (фиг.1) или 7, 9 и 17 (фиг.2).Along with the possibility of obtaining output pulses with increased amplitude, the pulse shaper simultaneously provides the possibility of obtaining a high constant voltage exceeding the voltage E of the power source, formed from the sum of the voltage E of the power source and the voltages of the charged capacitors 7 and 9 connected in series (Fig. 1) or 7, 9 and 17 (FIG. 2).

Изменением количества диодно-конденсаторных цепочек в схеме умножения напряжения можно получить необходимую величину повышенной амплитуды выходных импульсов формирователя или необходимую величину повышенного постоянного напряжения.By changing the number of diode-capacitor chains in the voltage multiplication circuit, one can obtain the necessary value of the increased amplitude of the output pulses of the driver or the necessary value of the increased constant voltage.

Вход схемы умножения может быть подключен к любому усилительному каскаду (эмиттерному повторителю с симметричными п-р-п- и р-п-р-транзисторами, к усилителю с общим эмиттером и т.п.). Вместо транзисторов в IThe input of the multiplication circuit can be connected to any amplifier stage (emitter follower with symmetric pnp and pnp transistors, to an amplifier with a common emitter, etc.). Instead of transistors in I

907783 4 формирователе импульсов могут быть использованы и др;, гие типы усилительных элементов, например полевые транзисторы.907783 4 pulse shapers can be used, etc., these types of amplifying elements, for example field effect transistors.

Использование изобретения позволяет получить выходные импульсы с амплитудой 66 В на внешней нагрузке величиной 30 кОм при амплитуде входных импульсов 20 В и напряжений источника питания Е=20 В, а при использоч вании в формирователе импульсов эмиттерного повторителя с симметричными п-р-п- и р-п-р-транзисторами ные импульсы с амплитудой ней нагрузке величиной 10 плитуде входных импульсов ряжении источника питания выход54В на внешкОм при ам-^z15 В и напЕ=15 В.Using the invention, it is possible to obtain output pulses with an amplitude of 66 V at an external load of 30 kOhm with an amplitude of input pulses of 20 V and voltage of the power source E = 20 V, and when using an emitter follower with symmetrical p-p-p and p in the pulse shaper -p-p transistors with pulses of an amplitude value of a load 10 it plitude input pulses maskers vyhod54V power source to at vneshke am- ^z 15 and Napa = 15 V.

Claims

The invention relates to a pulse technique and can be used in various apparatus to increase the amplitude of the output pulse pulse amplifiers. A diode-capacitor voltage multiplication circuit is known, in which a multiplied direct voltage or a voltage formed from the sum of a multiplied constant voltage and an impulse voltage fl can be obtained. The disadvantage of this smart circuit is the presence of a constant voltage in the pauses between the output pulses. The purpose of the invention is to increase the amplitude of the pulses and eliminate the constant component of the output voltage. The goal is achieved by the fact that the input of the voltage multiplying circuit between the collector and emitter terminals of the transistor is emitter follower, and the output of the voltage multiplying circuit is connected via a switch to the output terminal of the pulse former, Figures 1 and 2 show the pulse former circuits. The pulse driver contains an emitter follower on transistor 1 and resistor 2. At the output of the pulse former, a / transistor 3 with base resistor k is connected, in parallel with which a capacitor 5 can be turned on to accelerate the opening of the transistor 3 and reduce the duration of the leading edge of the output pulse. Between the collector and emitter terminals of the transistor 1, the input of a diode-capacitor voltage multiplier circuit is connected. In Fig. 1, the multiplication circuit contains five diode-capacitor circuits and consists of 6-10 capacitors and 39 diodes 11 and 15. In FIG. 2, the multiplication circuit contains six diode-capacitor circuits and consists of diodes 11-1b and capacitors 6-10.17. The operation of the pulse generator (OG.1) is as follows. In the absence of input pulses, transistor 1 is closed, capacitor 6 is charged through diode 11 and emitter resistor 2 from power supply 18. When the input pulse of positive polarity arrives at the base of transistor 1, transistor 1 opens, and capacitor 6 through open transistor 1 and diode 12 charges capacitor 7. At the end of the input pulse, transistor 1 closes and charged capacitor 7 and source connected in series with it 18 13 charges capacitor 8. At the same time, capacitor 6 is charged from source 18 through diode 11. With the arrival of the next pulse, granisistor 1 opens again, and from charged capacitors 6 and 8 through an open transistor p 1 and diodes 12 and 1 charge capacitors 7 and 9. At the end of this pulse, the transistor 1 closes, and from the successively connected source 18 and delayed capacitors 7 and 9 4iepe3 resistor 2 and diodes 11, 13 H 15 capacitors 6, 8 and 10 are charged. Thus, in steady state operation capacitor 6 produces a constant voltage) .d, where E is voltage (source 18, power supply 18, l2g is the voltage drop across resistor 2 from the charging current of capacitors 6, 8, 10 at the time the pause ends - voltage drop on de di 11.. On capacitors 7. 8, 9 and 10 in steady state operation azu with constant voltages -, Od, where 1) 2, is the amplitude of the input pulse on zmitter resistor 2, and "- voltage drop on the corresponding diodes 12, 13 and T or 5With a moderate value of external load, can be connected to the output terminals of the pulse generator, the magnitude of the load current and, accordingly, the charging current of capacitors 6, 8 and P will be small. Then the magnitudes C., are also low, the voltage on the capacitor 6 becomes close to the voltage (and E is the voltage of the power source 18, and on the capacitors the voltage is close to the value of a plitudy "yhodnyh pulses on emitter resistor

2. In the pause between pulses, the transistor 3 is closed by an oblique displacement at its base-emittransient junction created by a direct voltage drop at the diode 15 open at that time. The voltage not external load is close to zero, since the resistance of the bas-collector junction of the closed transistor 3 is sufficiently large compared to the external load resistance, and the main part E of the power supply and the series-connected capacitors 7, 9 falls on the base-collector junction of transistor 3, and a small part goes on to the load .- 5 - / At; input to the base of transistor 1 of the input impulse of positive polarity with the opening of transistor 1 (FIG. 1) opens transistor 3 due to the flow through the emitter-base junction and the resistor k of the part of the discharge current in series connected capacitors 6, 8 and 10, as a result of which the total voltage across the resistor 2 and the series-connected charged capacitors 6, 8 and 10 are applied to the external load through the open transistor 3, as a result of which Va the external load is formed in output pulse coinciding in phase with the input, the amplitude of which many times can exceed the amplitude of the output of the emitter follower, and the amplitude of the output pulses can also significantly exceed the value of the voltage E of the power supply. Similarly, the pulse shaper operates according to the scheme of Figure 2, only the output pulse of increased amplitude at its output is formed in the pause between input pulses. In this pause, transistor 1 is closed and transistor 3 is open with a positive voltage drop across the emitter-base junction due to voltage difference in series. a connected power supply, capacitors 7, 9 and 17 and capacitors 6, 8 and 10. As a result, a total is applied to the external load through the open transistor 3. : voltage E of the supply source and and series-connected capacitors 7, 9 and 17, as a result of which an output pulse of increased amplitude is formed on the external load. When the amplitude of the input pulses is close to the value E of the supply voltage, i.e. when operating in a mode with large amplitudes of input pulses, pulses with amplitudes close to the value of E can be obtained at the output of pulse formers (Figures 1 and 2). Besides, output pulse with increased amplitude provides the pulse shaper simultaneously obtaining a high DC voltage, exceeding the voltage E. of the power source, formed from the sum of the voltage E of the power source and the voltages of series-connected charged capacitors (figl) or 7, 9 and 1 7 (figure 2). By varying the number of diode-capacitor circuits in a voltage multiplying circuit, one can obtain the required magnitude of the increased amplitude of the output pulses of the imaging unit or the desired magnitude of the increased constant voltage. The input of the multiplication circuit can be connected to any amplifier circuit (emitter repeater with symmetric npp and ppp transistors, to an amplifier with a common emitter, etc.). Other types of amplifying elements, such as field effect transistors, can be used instead of transistors in 7 HH-V V and 36 pulse shapers. The use of the invention allows to obtain output pulses with an amplitude of 66 V on an external load of 30 kΩ with an amplitude of input pulses of 20 V and supply voltage B, and when using an emitter follower with symmetrical p-p- and p- pnp transistors — output pulses with an amplitude on an external load of 10 kΩ at an amplitude of 15 V input pulses and a power supply voltage B. Invention formula A pulse shaper containing a diode-capacitor multiplication circuit voltage, characterized in that, in order to increase the amplitude of the pulses and eliminate the DC component of the output voltage, the input of the voltage multiplying circuit is connected between the collector and emitter terminals of the emitter follower transistor, and the output of the voltage multiplying circuit is connected via a switch to the output terminal pulse former. Sources of information taken into account in the examination 1. Kish-Seldemi Ferenc. New in technology of television reception. Per. with M. Svy, 197, p.76, wyong. fig.63 prototype). 3 Hh / J 5 V