SU974562A1 - Формирователь импульсов (его варианты) - Google Patents

Description

(5«) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ (ЕГО ВАРИАНТЫ)

1

Изобретение относитс  к импульсной технике, в частности - к устройствам формировани  импульсов наносекундного диапазона с большим током и напр жением, и может быть ис пользовано в узлах электронновычислительных машин в качестве интегрального быстродействующего формировател  импульсного тока дл  управлени 

магнитными запоминающими устройствами импульсами тока 0,1-1,0 А напр жением В.

Известно устройство дл  формировани  больших импульсных токов, содержащее входной, фазоразделительный и выходной каскады набипол рных транзисторах , подключенного к общему источнику питани , причем.в качестве эмиттерной нагрузки транзистора фазоразделительного каскада использована катушка индуктивности, и св зи с чем (схема формирует выходной ток только в момент переключени  входного напр жени  от низкого к высокому уровню си.

Однако в данном устройстве длительность йыходного токового импульса определ етс  не длительностью входного управл ющего импульса, а параметрами катушки индуктивности. Недостатками устройства  вл ютс  также значительное потребление мощности от источника питани , так как фазоразделительный каскад потребл ет от источника питани  мощность в течение всего времени, пока его транзистор находитс  во включенном состо нии и ограниченные функциональные возможности, в частности устройство не позвол ет получать выходные импульсы повышенного напр жени  и мощности при управлении от стандартных 20 низковольтных схем (например - ТТЛ схем).

Наиболее близким техническим реиением к предлагаемому  вл етс  фор . мирователь импульсов, содержащий

входной, фазоразделительный и выходной каскады на транзисторах. Входной каскад содержит логическую схему и подключен к низковольтному источнику питани  дл  маломощных цепей, а фазоразделительный каскад имеет пр мой и инвертирующий выходы, оодсоединенные ко входам выходного каскада, и подключен к высоковольтному источнику питани  дл  мощных цепей. Выходно каскад содержит ключ с мощным выходным транзистором, а также первый и второй предвыходные транзисторы и подсоединен к отдельному либо общему с фазоразделительным каскадом высоковольтному источнику питани  дл  мощных цепей.

Недостатком этого формировател   вл етс  значительное потребление мощности от высоковольтного источника питани , которую потребл ет в ждущем режиме фазоразделительный каскад формировател . Кроме того, устройству присущи ограниченные функциональные возможности, св занные с однонаправленностью формируемого тока. Цель изобретени  - уменьшение потребл емой мощности и расширение функциональных возможностей за счет формировани  как втекающего, так и вытекающего токов.

Указанна  цель достигаетс  согласно 1-ому варианту за счет того, что в формирователе импульсов, содержащем входной, фазоразделительный и выходной каскады, входной каскад подключен к источнику питани  дл  маломощных цепей, а выходной - к источнику питани  дл  цепей, выходной каскад выполнен на первом, втором и третьем транзисторах, фазоразделительный каскад подключен к источнику питани  дл  маломощных цеПей , причем между фазоразделительным и выходным каскадами введен каскад коммутатора, содержащий то козадающий полевой транзистор, сток которого соединен с базой первого транзистора выходного каскада и коллектором первого транзистора коммутатора , эмиТтер которого соединен с. общей шиной, затвор токозадающего полевого транзистора через параллельно соединенные резистор и первый стабилитрон подключен к источнику питани  дл  мощных цепей, непосредственно соединен с коллектором второго транзистора коммутатора, исток токозадающего полевого транзистора

через второй стабилитрон- подключен к источнику питани  дл  мощных цепей , при этом фазоразделительный каскад выполнен по схеме с трем  дополнительными транзисторными ключами, входы .которых включены в неинвертирующую цепь фазоразделительного каскада , причем выход первого дополнительного ключа через токоограничивающий резистор подсоединен к эмиттеру второго транзистора коммутатора выход второго дополнительного ключа подсоединен к базе первого транзистора коммутатора, выход третьего дополнительного ключа подсоединен к базе второго транзистора выходного каскада .

Согласно второму варианту указанна  цель достигаетс  за счет того, что фазоразделительный каскад подключен к источнику питани  дл  маломощных цепей, между фазоразделительным и выходным каскадами введен каскад коммутатора, содержащий первый, второй и токозадающий транзисторы, где эмиттер токозадающего транзистора соединен с базой первого транзистора выходного каскада и коллектором первого транзистора коммутатора, эмиттер которого соединен с общей шиной, база токозадающего транзистора через резистор подключена к его коллектору и непосредственно соединена с коллектором второго транзистора коммутатора, эмиттер которого соединен с общей/шиной, коллектор токозадающего транзистора через резистор подключен к источнику питани  дл  мощных цепей, при этом фазоразделительный каскад выполнен по схеме с трем  дополнительными транзисторными ключами, входы которых включены в неинвертирующую цепь фазоразделительного каскада, причем выход первого дополнительного ключа подсоединен к базе Второго транзистора коммутатора , выход второго дополнительного ключа подсоединен к базе первого транзистора коммутатора, выход третьего дополнительного ключа подсоединен к базе второго транзистора выходного каскада.

На фиг. 1 изображена функционально-электрическа  схема упрощенного 1-го варианта формировател  с каскадом коммутатора, в котором в качестве активных элементов использованы токозадающий полевой транзистор с р-п переходом и каналом р-типа, бипол рные n-p-n транзисторы, а также стабилитроны; на фиг. 2 - функционально-электрическа  схема 1-го варианта формировател , в фазоразделительный каскад которого дополнительно введены три транзисторных ключа, входы которых включены в неинвертирующую цепь фазоразделительного каскада , а выходы - к входам коммутатора и одному из входов выходного каскада; на фиг. 3 функциональна  электрическа  схема 2-го варианта формировател  с токозадающим бипол рным транзистором в каскаде коммутатора . Устройство содержит (фиг. 1) входной каскад 1, фааоразделительный каскад 2, каскад коммутатора 3, выходной каскад k, вход фазоразделительного и выход входного каскадов 5, зо пр мой (неинвертирующий) выход фазоразделительного каскада 6, инвертирующий выход фазоразделительного каскада 7, токозадающий тра зистор коммутатора 8, первый бипол рный транзистор коммутатора 9, вт рой бипол рный транзистор коммутато ра 10, резистор дл  выключени  ток задающего -транзистора 11, ограничи-, вающий стабилитрон 12, стабилитрон дл  выключени  токозадающего транзистора 13, первый транзистор выход ного каскада 1, второй транзистор выходного каскада 15, ускор ющий .диод 16, ускор ющий резистор 17, третий (выходной) транзистор выходного каскада 18, выход формировател  цл  втекающего тока 19, выход формировател  дл  вытекающего тока 20, вх ды формировател  21, шина источника «питани  дл  маломощных цепей 22, шина источника питани  дл  мощных цепей 23. . Устройство также содержит (фиг.2 выход первого дополнительного ключа фазоразделительного каскада 2k, выход второго дополнительного ключа 25,. выход третьего дополнительного ключа 2б, основной транзистор первого дополнительного ключа 27, основные транзисторы второго и третьего дополнительных ключей 28 и 29, транзистор , предотвращающий насыщение первого дополнительного ключа 3Q, транзисторы, предотвращающие насыщение второго и третьего дополнительных ключей 31 и 32, токоограничиеающий резистор во входной цепи первого .дополнительного ключа 33, токо15 ограничивающие резисторы во входных цеп х второго и третьего дополнительных ключей 3 и 35 резистор нагрузки первого дополнительного ключа 36, резисторы нагрузок второго и третьего дополнительных ключей 37 ,ч 38, резистор нагрузки фазораздели тельного транзистора s его неинвертирующей цепи 39, фазоразделительный транзистор tO, резистор нагрузки фа|зоразделительного транзистора в его инвертирующей цепи k , согласующий транзистор в цеп х нагрузок второго и третьего дополнительных ключей 42, элементы согласовани  фазоразделительного каскада со входным каскадом . На фиг. 3 изображены бипол рный токозадающий транзистор в каскаде коммутатора k7, резистбр дл  включени  токозадающего транзистора jS, токоограничивающий резистор 9Работу устройства рассмотрим по упрощенной схеме (фиг. 1). При подаче положительных импульсов на все входы 21 на выходе входного каскада 5 устанавливаетс  высокий уровень напр жени , который передаетс  непосредственнона пр мой выход 6 фазоразделительного каскада 2, и через инвертор - на инвертирующий выход 7. Оба эти уровн  воздействуют на входы каскада коммутатора и вход выходного каскада следующим образом: Второй бипол рный транзистор коммутатора 10 и полевой токозадающий транзистор 8 оказываютс  открытыми, а первый бипол рный транзистор коммутатора 9 закрыт. При этом оба стабилитрона коммутатора 12 и 13 .наход тс  в режиме стабилизации наг лр жени  и определ ют напр жени  заiTBOpa и истока полевого транзистора 8. В этом режиме полевой транзистор генерирует ток. включающий первый 1 и третий 18 транзисторы выходного каскада 4, когда как второй транзистор 15 выходного каскада оказываетс  закрытым. В результате формирователь по выходам 19 и 20 устанавливаетс  в открытое состо ние. При подаче на любой из входов 21 формировател  низкого уровн  напр жени  формирователь переходит в ждущий режим, т.е. на выходах 6 и 7 фазоразделительного каскада 2 по вл ютс  соответственно низкий и высокий уровни напр жени , которые обеспечивают закрывание второго бипол рного транзистора .10 и открывание первого бипол рного транзистора 9 комму татора 3, в результате чего затвор полевого транзистора 8 через резистор 11, по которому не протекает ток закрывшегос  транзистора 10, оказываетс  под потенциалом источника питани  23. При этом стабилитрон 12 выключаетс , а исток транзистора 8 через второй стабилитрон 13 оказываетс  отрицательно смещенным относительно затвора, что приводит к закрыванию полевого транзистора 8. Полевой транзистор более не генерирует ток включени  выходного каскада i, а на базы первого Tt и третьего 18 транзисторов выходного каскад k поступают низкие напр жени , в результате чего третий (выходной) тран зистор 18 выключаетс  и формировател по выходам 19 и 20 устанавливаетс  в закрытое состо ние. Устройство, построенное по упрощенной схеме фиг. 1, имеет недостаток , привод щий к понижению его надежности . Недостаток устройства (фиг. 1) заключаетс  в том, что тех нологический разброс входных характеристик транзисторов 9 и 15, базы которых объединены, приводит к частичному перехвату тока одним из них, в результате чего второй транзистор оказываетс  неполностью, включенным. Дл  преодолени  этого недостатка в фазоразделительный каскад введены три идентичных ненасыщающихс  ключа, входы которых включены в общую не .инвертирующую цепь фазоразделительного каскада, а выходы - ко входам коммутатора и входу выходного каскад по базе транзистора 15 (ф.иг. 2). Устройство по фиг. 2 работает подобно схеме (фиг. 1) со следующими отличи ми. При подаче положительного импульса на все входы 21 формировател  переклочающие транзисторы 27,- 28 и 29 ненасыщающихс  ключей фазораздели каскада устанавливаютс  в открытое состо ние, в результате чего на инвертирующих выходах 2, 25 и 26 этого каскада устанав.пиваютс  низкие уровни напр жени , что приводит к выключению по раздельным цеп м транзисторов 9 и 15 И включению по отдельной цепи транзистора 10. При подаче на любой из входов 21 формировател  низкого давлени  уровн  напр жени  переключающие транзисторы 27, 28 и 29 устанавливаютс  в закрытое (непровод щее) состо ние, в результате чего транзисторы 9 и 15 включаютс , а транзистор 10 выключаетс  также по раздельным цеп м. В тех случа х, когда недопустимо одновременное использование полевых и бипол рных транзисторов, предпочтительным  вл етс  второй вариант устройства (рис. 3). В этом варианте устройства в цепь коллектора токозадающего бипол рного транзистора kj необходимо ввести резистор 40, ограничивающий ток включени  транзистора 1 выходного каскада k. Резистором 48 задаетс  ток базы транзистора 7. Работа устройства по этому варианту не отличаетс  от описанной дл  варианта 1. В первом варианте экономи  мощности по сравнению с прототипом достигает 18р мВт дл  одного канала формировател  . Второй вариант обеспечивает экономию до 90 мВт. Фбрмуг)а изобретени  1. Формирователь импульсов, содержащий входной, фазоразделительный и выходной каскады, входной каскад подключен к источнику питани  дл  маломощных цепей, а выходной - к источнику питани  дл  мощных цепей, ходной. каскад выполнен на первом, втором и третьем транзисторах, отличающийс  тем, что, с Целью уменьшени  потребл емой мощности и расширени  функциональных возможностей , фазоразделительный каскад подключен к источнику питани  дл  маломощных цепей, причем между фазоразделительным и выходным каскадами введен каскад коммутатора, содержащий токозадающий полевой транзистор, сток которого соединен с базой первого транзистора выходного каскада и коллектором первого транзистора коммутатора , эмиттер которого соединен с общей шиной, затвор токозадающего полевого транзистора через параллельно соединенные резистор и первый стабилитрон подключен к источнику питани  дл  мощных цепей, непосредственно соединен с коллектором второго транзистора коммутатораj ис ,ток токозадающего полевого транзистора через второй стабилитрон под ,ключей к источнику питани  дл  мощ;ных цепей, при этом фазоразделитель ный каскад выполнен по схеме с трем  дополнительными транзисторными ключами, входы которых включены в неинвертирующую цепь фазоразделительного каскада, причем выход первого дополнительного ключа через то коограничивающий резистор подсоединен к эмиттеру второго транзистора коммутатора, выход второго дополни тельного ключа подсоединен к базе первого транзистора коммутатора, вы ход третьего дополнительного ключа подсоединен к базе второго транзисто ра выходного каскада. 2. Формирователь импульсов, содер жащий входной, фазоразделительный и выходной каскады, входной каскад под ключен к источнику питани  дл  маломощных цепей, а выходной - к источни ку питани  дл  мощных цепей, выходной каскад выполнен на первом, втором и третьем транзисторах, о т л и уменьшени  потребл емой мощности и расширени  функциональных возможностей , фазоразделительный,каскад подключен к источнику питани  дл  маломощных цепей, причем между фазоразделительным и выходным каскадом введен каскад коммутатора, содержащий первый, второй и токозадающий J- j,j транзисторы, где эмиттер токозадающего транзистора соединен с базой «первого транзистора выходного каскада и коллектором первого транзистора коммутатора, эмиттер которого соединен с общей шиной, база токозадающего транзи стора через резистор подключена к его коллектору и -непосредственно соединена ic коллектором второго транзистора коммутатора, эмиттер которого соединен с общей шиной, коллектор токозадающего транзистора через резистор подключен к источнику питани  дл  мощных цепей, при этом фазоразделительный каскад выполнен по схеме с трем  дополнительными транзисторными ключами, входы которых включены 8 неинвертирующую цепь фазоразделительного каскада, причем выход первого дополнительного ключа . подсоединен к базе второго транзистора коммутатора, выход второго дополнительного ключа подсоединен к базе первого транзистора коммутатора, выход третьего дополнительного ключа подсоединен к базе второго транзистора выходного каскада. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США W 3959671, кл. 307-270, 197. 2.Texas instruments, 1973, р.б38640 .(каталог) (прототип). о. .|,

#wi.3 P

Claims (2)

1. формула изобретения

   1. Формирователь импульсов, содержащий входной, фазоразделительный и выходной каскады, входной каскад подключен к источнику питания для маломощных цепей, а выходной - к источнику питания для мощных цепей, выходной каскад выполнен на первом, втором и третьем транзисторах, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности и расширения функциональных возможностей, фазоразделительный каскад подключен к источнику питания для маломощных цепей, причем между фазоразделительным и выходным каскадами введен каскад коммутатора, содержащий токозадающий полевой транзистор, сток которого соединен с базой первого транзистора выходного каскада и коллектором первого транзистора коммутатора, эмиттер которого соединен с общей шиной, затвор токозадающего полевого транзистора через параллельно соединенные резистор и первый стабилитрон подключен к источнику питания для мощных цепей, непосредственно соединен с коллектором второго транзистора коммутатора, исток токозадающего полевого транзис

   9 974562 10 тора через второй стабилитрон подключен к источнику питания для мощных цепей, при этом фазоразделительный каскад выполнен по схеме с тремя дополнительными транзисторными ключами, входы которых включены в неинвертирующую цепь фазоразделительного каскада, причем выход первого дополнительного ключа через токоограничивающий резистор подсоединен к эмиттеру второго транзистора коммутатора, выход второго дополнительного ключа подсоединен к базе первого транзистора коммутатора, выход третьего дополнительного ключа подсоединен к базе второго транзистотранзисторы, где эмиттер токозадающего транзистора соединен с базой •первого транзистора выходного каскада и коллектором первого транзистора 5 коммутатора, эмиттер которого соединен с общей шиной, база токозадающего транзистора через резистор подключена к его коллектору и -непосред· ственно соединена с коллектором втоЮ рого транзистора коммутатора, эмиттер которого соединен с общей шиной, коллектор токозадающего транзистора через резистор подключен к источнику питания для мощных цепей, при этом ' 15 фазоразделительный каскад выполнен по схеме с тремя дополнительными ра выходного каскада.
2. 2. Формирователь импульсов, содержащий входной, фазоразделительный и выходной каскады, входной каскад под- 20 ключей к источнику питания для маломощных цепей, а выходной - к источнику питания для мощных цепей, выходной каскад выполнен на первом, втором и третьем транзисторах, о т л и - 25 чающийся тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности и расширения функциональных возможностей, фазоразделительный, каскад транзисторными ключами, входы которых включены в неинвертирующую цепь фазоразделительного каскада, причем выход первого дополнительного ключа . подсоединен к базе второго транзистора коммутатора, выход второго дополнительного ключа подсоединен к базе первого транзистора коммутатора, выход третьего дополнительного ключа подсоединен к базе второго транзистора выходного каскада.