Формирователь импульсов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ц1 ОО33 1 7 (,ф ь .

// г ,=. «r= (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 2809,81 (21) 3340818/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 070383, Бюллетень Мо 9

Дата опубликования описания 070383

Р1 М К з

Н 03 К 5/01

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

t j3) УДК 621. 373 (088.8) !

Н.Н. Евтихиев, Н.А. Замятина, A.P. Кребс,(А.Г.-.-.Кузнецов и Н.A. Экономов

I

k (72) Авторы изобретения

Московский институт радиотехники, электр ник . с«г и автоматики (71) Заявитель (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для управления работой электрооптических модуляторов и дефлекторов.

Известен формирователь импульсов с повышающим импульсным трансформатором, первичная обмотка которого подключена к выходу транзисторного ключа, а вторичная — к емкости нагрузки (1).

Недостатком этого формирователя является то, что он не позволяет получить произвольную длительность выходных импульсов, так как выходные импульсы большой длительности имеют спад плоской вершины вследствие конечной величины индуктивности первичной обмотки повышающего импульсного трансформатора.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является формирователь импульсов, содержащий два импульсных трансформатора, первичные обмотки которых через резисторы соединены с источником управляющих импульсов, а вторичные подключены к последовательно соединенным ключам,емкости нагрузки, включенной между точкой соединения ключей и общей шиной, и схему управления. Такие формирователи позволяют получать на нагрузке импульсы произвольной длительности,передний и задний фронты импульса на нагрузке имеют одинаковую длительность в силу симметрии схемы, а также имеют высокую экономичность,так как при формировании плоской вершины выходного импульса схема практически не потребляет энергии от высоковольтного источника питания (2) Однако для управления таким формирователем требуется специальная схема управления, преобразующая длинные входные импульсы в пакеты управляющих импульсов, подаваемые через импульсные. трансформаторы на соответствующие ключи. Для увеличения предельной частоты переключений такого формирователя его ключи не должны входить в режим насыщения, а это значит, что первый импульс в па- кете; формирующий фронт, должен быть намного более энергичным, чем последующие, компенсирующие спад плоской вершины выходного импульса. Это об-. стоятельство резко усложняет схему управления быстродействующего формирователя.

1003317

Цель изобретения — увеличение быстродействия формирователя импульсов с емкостной нагрузкой .

Поставленная цель достигается тем, что в. формирователе импульсов, содержащем два импульсных трансформатора, первичные обмотки которых через резисторы соединены с источником управляющих импульсов, а вторичные подключены к последовательно соединенным ключам, и емкость нагрузки, включенной между точкой соединения ключей и общей шиной, введен формирователь плоской вершины, вход которого соединен с источником управляющих импульсов, а выход через раз- 15 вязывающий элемент подключен к емкости нагрузки.

Благодаря указанным особенностям отпадает необходимость в схеме управления, преобразующей длинные входные импульсы в пакеты импульсов, а для получения максимального быстродействия ключи могут работать в активном режиме.

На фиг. 1 показана структурная 25 схема устройства; на фиг. 2 — эпюры напряжений.

Формирователь импульсов с емкостной нагрузкой состоит из импульсных трансформаторов 1 и 2, первичные обмотки которых через резисторы 3 и 4 связаны с источником управляющих импульсов, а вторичные подключены к последовательно соединенным ключам

5 и б; а также из Формирователя 7 плоской вершины, вход которого соединен с источником управляющих импульсов, а выход через развязывающий элемент 8 подключен к емкости 9 нагрузки.

40

Выбрав параметры дифференцирующих цепей, образованных резисторами

3 и 4 и первичными обмотками трансформаторов 1 и 2 таким образом, чтобы длительность импульсов на входах ключей 5 и б (фиг. 2Е,в ) была равна времени заряда и разряда емкости нагрузки 9 (T ð = T y T6 = Х.7 ), мОжнО добиться того, что после окончания формирования любого фронта ключи 5 и б окажутся закрытыми и не будут входить в насыщение, Благодаря указанным особенностям устройство обеспечивает быстродействие, ограниченное только параметрами ключей 5 и 6, а также позволяет обойтись.без специальной сложной схемы управления.

Формирователь работает следующим образом.

Если подать на вход импульс положительно . полярности (фиг. 2а,время

Т -T ), то после прохождения резис тора 3 и первичной обмотки трансформатора 1 он будет продифференцирован и попадет.. на вход ключа 5 (фиг. 2б). Ключ 5 откроется и за промежуток времени T -T зарядит емкость 9 нагрузки до напряжения, близкого к напряжению питания (фиг. 2д). Ключ б в это время заперт импульсом противоположной полярности (,фиг. 2в). После окончания продифференцированного импульса 55 (Фиг. 2О, момент T>)ключ 5 тоже закроется и до окончания входного импульса (фиг. 2 Q, момент T5 ) оба ключа будут закрыты. Этот же входной импульс поступает на вход формирова- 60 теля 7 плоской вершины, однако на его выходе напряжение появляется с некоторым запаздыванием (фиг. 2Z), вызванным его низким быстродействием.

За промежуток времени Т -Tq, прошедший между моментом выключения ключа

5 и срабатыванием Формирователя 7 плоской вершины, емкость 9 нагрузки частично разрядится, преимущественно через элемент 8 и выходные цепи формирователя 7 плоской вершины. После того, как напряжение на выходе формирователя 7 плоской вершины превысит напряжение на нагрузке 9 (фиг. 27, Д, момент Т ), ток через развязывающий элемент 8 поменяет свое направление и начнет подзаряжать емкость нагрузки. В дальнейшем, пока на входе устройства действует импульс положительной полярности (до момента Т ), на нагрузке будет поддерживаться напряжение, близкое к напряжению питания.

Импульс отрицательной полярности вызывает аналогичные процессы (период времени Т -T9). Он тоже будет про5 дифференцирован и попадет на входы ключей 5 и 6, но теперь ключ 5 заперт (фиг. 2о), а ключ 6 открыт (Ф:< г ° 2 б) и з а промежуток времени

Т6--Т 6 разрядит емкость нагрузки 9 до напряжения, близкого к нулю (Фиг.2g) .

После того, как ключ б закроется (фиг. 2в, момент Т7), емкость нагрузки частично разрядится через элемент

8 и выходные цепи формирователя 7 плоской вершины, который сработает с опозданием ввиду своего низкого быстродействия. После срабатывания формирователя 7 плоской вершины (фиг. 2 ., момент Т8) емкость нагрузки разрядится через раэвязывающий элемент 8, и на нагрузке будет поддерживаться близкое к нулю напряжение,пока на входе действует импульс. отрицательной полярности (фиг, 2g, период Т8-Tg) .

В варианте устройства (согласно фиг. 1,) ключи 5 и б формирователя

7 плоской вершины могут быть выполнены на транзисторах по схеме с общей базой. В качестве развязывающего элемента 8 может быть использован резистор.

1ООЗЗ17

Формула изобретения

Фиг. 1 т т т

Ту Ту

Ts T7

Tg 7 т т

7, У, r r r тв

Фиг. 2

ВНИИПИ Заказ 1588/44 Тираж 934 Подписное

Филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная,4

Формирователь импульсов, содержащий два импульсных трансформатора, первичные обмотки которых через резисторы соединены с источником управляющих импульсов, а вторичные подключены к последовательно соединенным ключам, и емкости нагрузки, включенной между точкой соединения ключей и общей шиной, отличающийся тем, что, с целью повышения его быстродействия, введен формирователь плоской вершины, вход которого соединен с источником управляющих импульсов, а выход через раэвязывающий элемент подключен к емкости нагрузки.

Источники информации, 5 принятые во внимание при экспертизе

1. Поляков В.И., Бусел О.A. Быстродействующее формирующее устройство для адресного управления отклоне» нием лазерного луча". — "Приборы и техника эксперимента", 1976, 10 Р 6, с. 55.

2. Селиванов П.П. Генератор высоковольтных импульсов для модулятора света . — "Приборы и техника эксперимента", 1980, 9 5, с. 141.