Повторитель напряжения

 

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - уменьшение времени установления выходного напряжения и его выброса. Повторитель напряжения содержит дифференциальный усилитель (ДУ) 1, входной и выходной параметрические повторители напряжения (ППН) 2 и 3, эл-т связи 4 и демпфирующий конденсатор 9. При подаче на вход устройства импульсного напряжения в начале переходного процесса ППН 2 и 3 включены последовательно, обеспечивая быстрое измерение и малое время установления выходного напряжения. В конце переходного процесса высокая точность установления уровня выходного напряжения достигается охватом 100%-ной отрицательной обратной связью ДУ 1 и ППН 3. В этот момент времени отключение ППН 2 от выхода ДУ 1 обеспечивается выбором эл-та связи 4 и режимом работы ППН 2. Для полного исключения выбросов напряжения на переходной х-ке, обусловленных инерционностью действия отрицательной обратной связи, между выходом ДУ 1 и общей шиной включен конденсатор 9. Образующийся при этом емкостной делитель обеспечит на выходе ППН 3 уровень напряжения более низкий, чем в установившемся режиме, что устраняет выбросы. 1 З.п.ф-лы, 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (!9) (11) (5и 4 Н 03 Р 1 42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ .

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4287281/24-09 (22) 20.07.87 (46) 30.12.89. Бюл. У 48 (72) С.С. Богуш и А.М. Ткачук (53) 621.375.026(088.8) (56) Шило В.Л. Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре.

M. Советское радио, 1979, с. 145, рис. 3.40(а). (54) ПОВТОРИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения — уменьшение времени установления выходного напряжения и его выброса. Повторитель напряжения содержит дифференциальный усилитель (ДУ) 1, входной и выходной параметрические повторители напряжения (ППН) 2 и 3, эл-т связи 4 и демпфирующий конденсатор

9. При подаче на вход устр-ва импульсного напряжения в начале переI

2 ходного процесса ППН 2 и 3 включены последовательно, обеспечивая быстрое изменение и малое время установления выходного напряжения. В конце переходного процесса высокая точность установления уровня выходного напряжения достигается охватом 100Х-ной отрицательной обратной связью ДУ 1 и ППН 3. В этот момент времени отключение ППН 2 от выхода ДУ 1 обес печивается выбором эл-та связи 4 и режимом работы ППН 2. Для полного исключения выбросов напряжения на переходной х-ке, обусловленных инерционностью действия отрицательной обратной связи, между выходом ДУ 1 и общей шиной включен конденсатор 9.

Образующийся при этом емкостной делитель обеспечит на выходе ППН 3 уровень напряжения более низкий, - чем в установившемся режиме, что устраняет выбросы. 1 з.п ° ф-лы, 6 ил.

1532993

Изобретение относится к радиотехни ке и может быть использовано в интегральной полупроводниковой схемотехнике. 1

Целью изобретения является снижение времени установления выходного напряжения .

На фиг. 1 представлена функциональная блок-схема повторителя напря10, жения; на фиг. 2 — принципиальная

1 электрическая схема повторителя на пряжения с использованием-в качестве элемента связи встречно-параллельно включенных диодов и входного параметрического повторителянапряжения,работающего врежиме классаА; нафиг, 3— принципиальная электрическая схема повторителя напряжения с использованием в качестве элемента связи омического

20 проводника и входного параметрического повторителя напряжения работающеУ го в режиме класса В, на фиг. 4

1, функциональная блок-схема повторителя напряжения с использованием в качестве элемента связи конденсатора; на фиг. 5 — функциональная блок-схема повторителя напряжения с демпфирующим конденсатором; на фиг. 6 диаграммы работы повторителя напряжения .

Повторитель напряжения, показанный на фиг. 1, содержит дифференци альный усилитель (ДУ) 1, входной 2 и выходной3 параметрическиеповторите ли напряжения (ППН) и элемент 4 свя- 35 зи.

Повторитель напряжения, показанный на фиг. 2, содержит ДУ 1, входной ППН 2, работающий в режиме клас, са А, выходной ППН 3 и встречно-па- 40 раллельно включенные первый 5 и второй 6 диоды элемента 4 связи. Повторитель напряжения, показанный на фиг. 3, содержит ДУ 1, входной ППН 2, работающий в режиме класса В, выходной ППН 3 и омический проводник 7 элемента 4 связи.

Повторитель напряжения, показанный на фиг. 4, содержит ДУ 1, входной 2 и выходной 3 ППН и конденсатор 50

8 элемента 4 связи °

Повторитель напряжения, показанный на фиг. 5, содержит Д1, входной

2 и,выходной 3 ППН, элемент 4 связи и демпфирующии конденсатор 9. 55

Повторитель напряжения, представленный на фиг. 1, работает следующим образом.

При подаче на вход устр ..- счва импульсного напряжения в на=!àëà г.":— реходного процесса входной 2 и выходной 3 ППН оказываются включенными последовательно, обеспечивая тем самым быстрое изменение и малое время установления выходного напряжения.

В конце переходного процесса высокая точность установления уровня выход-. ного напряжения достигается охватом

100Х.-ной отрицательной обратной связью ДУ 1 и выходного ППН 3. В этот момент времени отключение входного

ППН 2 от выхода дифференциального усилителя 1 обеспечивается надлежащим выбором элемента связи и режимом работы входного ППН 2.

Повторитель напряжения, представ-: ленный на фиг. 2, работает следующим образом.

Входной 2 и выходной 3 ППН имеют коэффициент передачи напряжения, близкий к 1 ° Таким образом, в установившемся состоянии с уровнем напряжения входа (и выхода) Б „ при t < t, и t з t и U < при t gt à t < напряжеФ ния на выходах входного ППК 2 и ДУ 1 примерно равны (фиг. 6а) . Поскольку падение напряжения на первом 5 и втором 6 диодах при этом намного меньше их порогового. напряжения U, выход входного ППН 2 полностью отключен от выхода ДУ 1 по постоянному току. В момент времени t напряжение входного сигнала (фиг. 6а, поз. 1) и одновременно напряжение выхода входного ППН 2 начинает HBpBcTBTh с крутизной, примерно равной крутизне входного сигнала p, . Напряжение выхода ДУ 1 и, следовательно, напряжение выхода устройства тоже нарастает с крутизной р, определяемой скоростью заряда паразиткой входной емкости выходного ППН 3 выходным током ДУ 1. В момент времени t <, когда прямое напряжение на первом диоде 5 достигает величины отпирания выход входного ППН 2 через малое сопротивление первого диода 5 подключается к выходу ДУ, 1, после чего крутизна нарастания напряжения выхода

ДУ 1 и, следовательно, выхода устройства становится примерно равной р, (фиг, 6а, поз, 2), так как заряд паразитной входной емкости выходного

ППН 3 осуществляется от выхода входного ППН 2 большим током. Ускоренный заряд входной емкости выходного ППН 3происходит до момента времени

993 6

5 1532 когда прямое напряжение входного сигнала и, следовательно, выхода входного ППН 2 не достигает своего заданного значения U . При этом напряЯ жение на выходе ДУ 1 достигает значения П = Б -U, которое меньше входо ного напряжения U< на значение Uo.

В течение времени Т t (t устройство можно рассматривать как два последовательно включенных параметрических повторителя с максимальной скоростью нарастания выходного напря-! жения. Начиная с момента времени напряжение на аноде первого диода

5 равно U и остается постоянным, а потенциал выхода ДУ 1 продолжает расти, однако с меньшей крутизной, равной р . При этом первый диод 5 запирается и отключает выход входного

ППН 2 от выхода. ДУ 1. Анализ переходного процесса дает следующее выражение для времени установления выходно,го сигнала с „с

t у„= t<-t>=vo у

40

50 напряжения на переходной характеристике, обусловленных инерционностью действия отрицательной обратной свя.зи, между выходом ДУ 1 и общей шиной можно подключить демпфирующий конден55 сатор 9, как это показано на фиг. 5.

Образующийся при этом емкостной делитель обеспечит к моменту времени на выходе выходного ППН 3 уровень

2 напряжения более низкий, чем в устаИз этого следует, что выигрыш во времени установления выходного сигна" ла возрастает с увеличением отношения (U -V,) /U,. Для обеспечения работоспособности устройства разница в уровнях напряжения выхода входного

ППН 2 и выхода ДУ 1 в установившемся состоянии во всем диапазоне рабочих напряжений не должна превышать

Ф значения порогового напряжения включения элемента 4 связи. Характер протекания процесса переключения устройства с высокого уровня до низкого уровня аналогичен рассмотренному выше.

Повторитель напряжения, показанный на фиг. 3, работает следующим образом.

Особенность его работы заключается в применении в качестве входного

ППН 2 повторителя, работающего в режиме класса В. Наличие ступеньки на переходной характеристике такого

ППН 2 с пороговым напряжением Uz обеспечивает отключение входного

ППН 2 в установившемся состоянии от выхода ДУ 1, что позволяет использовать в качестве элемента 4 связи омический проводник 7. Таким образом, двухтактный повторитель напряжения, работающий в режиме класса В, одновременно выполняет и функции двухстороннего амплитудного ограничителя.

Использование входного ППН 2 в режиме класса В уменьшает мощность, потребляемую устройством, Для обеспечения нормальной работоспособности разница между напряжением выхода

ДУ 1 и напряжением центра ступеньки выходной вольт-амперной характеристики ППН 2 не должна превышать значения порогового напряжения U во всем диапазоне рабочих напряжений.

Процесс установления выходного сигнала идентичен процессу, рассмотренному выше.

Повторитель напряжения, представленный на фиг. 4, работает следующим образом.

Основное его отличие от схемы, показанной на фиг. 2 и 3, состоит в том, что конденсатор 8 используется одновременно и как элемент 4 связи, как конденсатор, корректирующий амплитудно-частотную характеристику устройства, причем для того, чтобы конденсатор 8 выполнял в установившемся состоянии функции корректирующего, режим работы выходных транзисторов входного ППН 2 выбирается таким, что он работает в режиме класса А. Поскольку выход входного ППН 2 по постоянному току разделен от входа выходного ППН 3 посредством конденсатора 8, в установившемя состоянии обеспечивается требуемая точность передачи сигнала. При подаче импульсного входного сигнала с крутизной у

1 (фиг. 66, поз.1) такой же сигнал появляется на выходе входного ППН 2 и через конденсатор 8 передается на вход выходного ППН 3 и практически без изменений проходит на выход устройства (фиг. бб, поз. 2). К моменту окончания фронта .входного сигнала на выходе устройства установится напряжение, примерно равное вхоцному. В интервале времени от t z до t > вследствие действия отрицательной обратной связи через ЦУ 1 напряжение на. выходе устройства устанавливается точно равным входному.

Для полного исключения выбросов

153 новившемся состоянии, что и устраняет выбросы. Процесс изменения напряжения от U до U ïðîèñõîäèò аналогично.

Таким. образом, предлагаемый повторнтель напряжения обладает по сравнению с устройством-прототипом сниженным временем установления выходного напряжения.

Формула изобретения

1. Повторитель напряжения, содержащий дифференциальный усилитель и выходной параметрический повторитель напряжения, вход которого соединен с в ходом дифференциального усилителя, неинвертирующнй вход которого является входом устройства, а инвертирующнй вход подключен к выходу выходно 993

ro повторителя напряжения и является выходом устройства, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения времени установления выходного напряжения, введены входной параметрический повторитель напряжения и элемент связи, включенный между выходом дифференциального усилителя

1О и выходом входного параметрического повторителя напряжения; вход которого соединен с неинвертирующнм входом дифференциального усилителя.

2. Повторитель по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения выброса выходного напряжения, введен демпфирующий конденса-. тор, включенный между общей шиной

2О и выходом дифференциального усилителя.

i532993

1532993 У Ь

РЕдактор А ..Пежнина о

Заказ 8107/57 Тираж 884 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101

Р

И

Составитель А.Кузюкин

Техред M. Ходанич Корр е кт ор H . .Шар оши