Заторможенный генератор прямоугольных импульсов

 

Использование: в области импульсной техники для получения прямоугольных импульсов в случаях, когда от устройства формирования требуется нулевое время восстановления. Сущность изобретения: в генераторе прямоугольных импульсов, состоящем из счетчика 1 с потенциальным выходом и блокинггенератора на р-п-ртранзисторе 18 с обмотками импульсного трансформатора 12, включенными в цепи базы и эмиттера указанного транзистора, вход синхронизации счетчика соединен с эмиттером p-n-p-транзистора блокинг-генератора. Срабатывание счетчика при отсчете импульсов блокинг-генератора производится по срезу импульса блокинг-генератора . За счет этого при окончании выходного импульса устройства времязадающий конденсатор 11 генератора, роль которого играет конденсатор блокинг-генератора, оказывается заряженным до исходного напряжения , и переходные процессы, связанные с восстановлением начальных условий, исключаются. Использование счетчика 1 позволило при сохранении нулевого времени восстановления расширить диапазон длительностей, формируемых заторможенным генератором прямоугольных импульсов. 2 ил. с/. с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л Н 03 К 3/033, 3/284

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР}

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ: .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4902599/2 1 (22) 14.01.91 (46) 23.08.93. Бюл, ¹ 31 (71) Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт (72) Ю.Н.Ерофеев («) Авторское свидетельство СССР № 212329, кл. Н 03 К 3/10, 1968.

Авторское свидетельство СССР № 661724, кл. Н 03 К 3/284, 1976. (54) ЗАТОРМОЖЕННЫЙ ГЕНЕРАТОР ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ (57) Использование: в области импульсной техники для получения прямоугольных импульсов в случаях, когда от устройства формирования требуется нулевое время восстановления. Сущность изобретения: 8 генераторе прямоугольных импульсов, состоящем из счетчика 1 с потенциальным выходом и блокинг- генератора на р-и-рИзобретение относится к области импульсной техники. Устройство, выполненное в соответствии с предлагаемым решением, может использоваться для получения прямоугольных импульсов в случаях, когда от устройства формирования требуется нулевое время восстановления, Такие заторможенные генераторы прямоугольных импульсов (с нулевым временем восстановления) используются в качестве датчиков эталонных, не зависящих от частоты запуска, интервалов времени; в качестве устройств задержки импульсов с неизменным значением задержки; в релаксационных делителях частоты с повышенными значениями коэффициента деления.

„„5U„„1835598 Al транзисторе 18 с обмотками импульсного трансформатора 12, включенными в цепи базы и эмиттера указанного транзистора, вход синхронизации счетчика соединен с эмиттером р-и-р-транзистора блокинг-генератора, Срабатывание счетчика при отсчете импульсов блакинг-генератора производится по срезу импульса блокинг-генератора. За счет этого при окончании выходного импульса устройства времязадающий конденсатор 11 генератора, роль которого играет конденсатор блокинг-генератора, оказывается заряженным до исходного напряжения, и переходные процессы, связанные с восстановлением начальных условий, исключаются. Использование счетчика 1 позволило при сохранении нулевого времени восстановления расширить диапазон длительностей, формируемых заторможенным генератором прямоугсльных импульсов. 2 ил.

Целью изобретения является увеличение длительности формируемых импульсов при обеспечении нулевого времени Воссгановления и уменьшения габаритов устройства, На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема предложенного устройства; на фиг. 2 — выполнение предложенного устройства с использованием интегрального счетчика импульсов; на фиг, 3 — графики напряжений в характерных точках предложенного устройства.

Прежде, чем перейти к описанию работы устройства, дадим пояснение некоторым терминам, используемым в тексте описания, В устройстве используется счетчик с

1835598 потенциальным выходом, Это счетчик, выходной сигнал с каждого из разрядов которого вырабатывается в форме уровня напряжения, К данному типу относятся счетчики на триггерах, выполненных на биполярных и полевых транзисторах, интегральные счетчики на универсальных логических элементах. Счетчики на ферротранзисторных ячейках не имеют потенциального выхода и для использования в предложенном устройстве непригодны, Сброс примененного счетчика осуществляется по положительному перепаду на входе сброса.

Импульсный трансформатор в предложенном устройстве входит в схему блокинггенератора с обмотками, включенными в эмиттерной и базовой цепях биполярного р-и-р транзистора, При таком включении число витков вторичной (базовой) обмотки должно быть больше числа витков первичной (эмиттерной) обмотки. Только в этом случае могут обеспечиться условия для возникновения блокинг-п роцесса, Использование остальных элементов пояснений не требует. Перейдем к рассмотрению состава и работы предложенного устройства, Предложенное устройство состоит из: — счетчика импульсов с потенциальным выходом 1, имеющего вход установки 2, счетный вход 3, выход старшего разряда 4 и инверсный выход старшего разряда 5; — потенциометра 6, имеющего один вывод 7, другой вывод 8 и вывод движка 9; — времязадающего резистора 10; — времязадающего конденсатора 11; — импульсного трансформатора 12, имеющего один вывод базовой обмотки 13, другой вывод базовой обмотки 14, один вывод эмиттерной обмотки 15 и другой вывод эмиттерной обмотки 16; — диода 17; — биполярного р-п-р транзистора 18; — входной клеммы 19; — выходной клеммы 20; — клеммы для подачи питания блокинггенератора 21.

Вход установки 2 счетчика импульсов с потенциальным выходом 1 соединен со входной клеммой 19, Счетный вход 3 счетчика импульсов с потенциальным выходом 1 соединен с одним вь|водом 15 эмиттерной обмотки импульсного трансформатора 12, с анодом диода 17 и с эмиттером биполярного р-и-р транзистора 18. Выход 4 старшего разряда счетчика импульсов с потенциальным выходом 1 соединен с выходной клеммой

20. Инверсный выход 5 счетчика импульсов с потенциальным выходом 1 соединен с одним выводом 7 потенциометра 6, другой вывод 8 которого соединен с одним выводом времязадающего конденсатора 11 и с коллектором биполярного р-и-р транзистора

18, а также с общей шиной (корпусом) устройства, Вывод 9 движка потенциометра 6 соединен с одним выводом времязадающего резистора 10, другой вывод которого соединен с другим выводом времязадающего конденсатора 11 и с одним выводом 13 базовой обмотки импульсного трансформатора 12. Другой вывод 14 базовой обмотки импульсного трансформатора 12 соединен с базой биполярного р-и-р транзистора 18.

15 Другой вывод 16 эмиттерной обмотки импульсного трансформатора 12 соединен с катодом диода 17 и с клеммой питания блокинг-генератора 21, Предложенное устройство работает

20 следующим образом.

В устойчивом состоянии устройства на выходе 4 старшего разряда счетчика 1 импульсов с потенциальным выходом устанавливается напряжение логического нуля, на инверсном выходе 5 старшего разряда указанного счетчика — напряжение логической единицы. Напряжение логической единицы с инверсного выхода 5 старшего разряда счетчика 1 подается на потенциометр 6;

30 часть этого напряжения снимается с движка 9 потенциометра 6, Напряжение, снимаемое с движка 9 потенциометра 6, численно равно Ос <>« — тому максимальному напряжению, которое возникает на

35 времязадающем конденсаторе 11 при работе блокинг-генератора на биполярном р-и-р транзисторе 18 в режиме автоколебаний, Величина Uc «больше напряжения питания блокинг-генератора, подаваемого

40 на клемму 21. Поскольку напряжение, сни-. маемое с движка 9 потенциометра 6, больше напряжения питания блокинг-генератора, биполярный транзистор 18 заперт, Времязадающий конденсатор 11 заряжен

45 до напряжения Uc <>«, В.этом состоянии устройство может находиться сколько угодно долго — до прихода запускающего сигнала на входную клемму 19, Входной запускающий импульс посту50 пает на вход установки 2 счетчика 1 и устанавливает на выходе 4 старшего разряда укаэанного счетчика сигнал логической 1.

На выходной клемме 20 формируется фронт выходного импульса. Одновременно на

55 инверсном выходе 5 старшего разряда счетчика 1 устанавливается сигнал логического нуля. Соответственно, низкий уровень выходного напряжения оказывается и на выводе движка 9 потенциометра 6. Заряженный времязадающий конденсатор 11

1835598 начинает теперь разряжаться через времязадающий резистор 10 и выходное сопротивление потенциометра (со стороны движка 9). Напряжение на времязадающем конденсаторе, а следовательно и на базе биполярного р-и-р транзистора 18, уменьшается. Когда оно станет меньше напряженияя питания блокин г-генератора, поступающего на клемму 21, эмиттерный переход биполярного р-п-р транзистора 18 получает прямое смещение. Учитывая, что число витков базовой обмотки импульсного трансформатора 12 больше, чем число витков эмиттерной обмотки, можно убедиться, что в блокинг-генераторе, образованном биполярным р-и-р транзистором 18 и импульсным трансформатором 12, выполняются условия для блокинг-процесса.

Биполярный транзистор 18 лавинно включается, и начинается процесс формирования вершины выходного импульса блокинг-генератора. К моменту окончания импульса блокинг-генератора времязадающий конденсатор 11 окажется заряженным

ДО НаПРЯжЕНИЯ Uc макс ПОСЛЕ ЭТОГО ТРЗНЗИ стор 18 выключается, а времязадающий конденсатор 11 опять начинает разряжаться через времязадающий резистор 10 и выходное сопротивление потенциометра 6.

Выходной импульс блокинг-генератора снимается с его эмиттера; он поступает на счетный вход 3 счетчика 1, Счетный вход 3. счетчика 1 является "динамическим": срабатывание происходит по срезу поступающего импульса блокинг-генератора.

Когда времязадающий конденсатор 11 вновь разрядится и напряжение на нем станет меньше напряжения питания блокинггенератора, последний вырабатывает второй импульс, который с эмиттера биполярного р-и-р транзистора 18 опять поступает на счетный вход 3 счетчика 1 и отсчитывается этим счетчиком.

Процессы в блокинг-генераторе повторяются, в результате чего он вырабатывает серию импульсов, от первого до л-го. Число и зависит от разрядности счетчика, номера его старшего разряда. и-ый выходной импульс блокинг-генератора, поступая на счетный вход 3 счетчика

1, вызывает переключение напряжения в его старшем разряде, На выходе 4 старшего разряда счетчика 1 напряжение переключится до уровня логического нуля. Таким образом, формируется срез выходного импульса на клемме 20 и выходной импульс заканчивается.

Напряжение на инверсном выходе 5 старшего разряда счетчика 1 принимает значение логической 1, На выходе 9 движка

55 потенциометра 6 устанавливается напряжение, равное Uc ><3«. Так как с момента формирования среза и-го выходного импульса блокинг-генератора напряжение на времязадающем конденсаторе 11 также достигло значения Uc ма«, то дальнейшее изменение напряжения на времязадающем конденсаторе 11 приостанавливается, и какие-либо переходные процессы изменения напряжения на времязадающем конденсаторе после окончания выходного импульса на клемме

20 в устройстве отсутствуют. Время восстановления устройства равно кулю.

Длительность выходного импульса устройства в и раз больше периода следования импульса блокинг-генератора. Вследствие этого удается реализовать больше длительности выходного импульса даже при сравнительно небольшой индуктивности намагничивания импульсного трансформатора и, соответственно, небольшой емкости времязадающего конденсатора 11.

Подчеркнем дополнительно особенности работы устройства, необходимые дгя понимания существа предполагаемого изобретения: а) Переключение счетчика 1, соответствующее формированию среза выходного импульса устройства, происходит по срезу ("заднему фронту") последнего импульса серии импульсов бпокинг-генератора. При срабатывании по срезу импульса блокинггенератора оказывается, что времязада ощий конденсатор 11 успел полностью (до напряжения Uc макс) зарядится током базовой обмотки импульсного трансформатора, протекающим во время формирования импульса блокинг-генератора, Так как после переключения счетчика на времязадающее сопротивление с движка потенциометоа поСтуПИТ НЭПряжЕНИЕ, ТОЖЕ раВНОЕ Uc макс; ТО при таком функционировании элементов устройства после формирования -реза выходного импульса на клемме 20 никакие переходные процессы изменения напряжения на времязадающем конденсаторе не возникают, и в этом случае процессов восстановления и, соответственно. времени восстановления. б) В принципе обеспечить равенство напряжения Uc макс, возникшего на конденсаторе в результате его зарядки импульсным током базовой обмотки импульсного трансформатора во время формирования импульса блокинг-генератора. и напряжения, снимаемого с движка потенциометра при выходном уровне логической единицы на выходе 5 счетчика всегда возможно только с конечной степенью точности. Но и при небольшом (в пределах обеспечиваемой

1835598 точности) неравенстве этих величин предложенное устройство имеет преимущества по сравнению с прототипом: при прочих равных условиях, например, при одной и той же длительности выходного импульса, в предложенном устройстве требуется в и раз меньшая времязадающая емкость; из-за этого процесс выравнивания напряжений (Ос макс и поступающего с делителя flpN конечной точности подстройки) происходит в и раз быстрее, Вследствие этого даже при конечной точности обеспечения подстройки напряжений время восстановления будет исчезающе малым.

Базовым устройством по отношению к предложенному можно считать устройствопрототип по авт.св. СССР N 661724, По сравнению с базовым устройством. предложенное устройство имеет практически те же преимущества, которые были отмечены при сопоставлении с прототипом, а именно: — расширен (в сторону увеличения) диапазон длительностей выходного импульса, которые можно реализовать в устройстве без времени восстановления; обеспечена работа устройства в миллисекундном и секундном диапазонах длительностей выходного импульса; — уменьшены габариты устройства за счет устранения необходимости использовать импульсный трансформатор со значительной индуктивностью намагничивания и времязадающий конденсатор большой емкости; — при прочих равных условиях (одинаковой длительности выходного импульса, одинаковом допустимом динамическом отклонении длительности) снижены требова5 ния к точности выставления напряжения на выходе потенциометра, что повышает технологичность настройки устройства.

Формула изобретения

Заторможенный генератор прямоуголь10 ных импульсов, содержащий блокинг-генератор на транзисторе, включенном по схеме с общим коллектором, с обмотками импульсного трансформатора, включенными соответственно в цепи базы и эмитте15 ра транзистора, времязадающую RC-цепь, выход которой соединен со свободным выводом базовой обмотки импульсного трансформатора, вывод резистора времязадающей RC-цепи соединен с подвижным

20 выводом потенциометра, один из выводов которого соединен с выводом конденсатора времязадающей RC-цепи и с общей шиной устройства, отличающийся тем, что, с целью увеличения длительности ге25 нерируемых импульсов при сохранении нулевого времени восстановления и уменьшения габаритов устройства, в него введен счетчик импульсов с потенциальным выходом, выход старшего разряда которого сое30 динен с выходной шиной, инверсный выход старшего разряда — с другим выводом потенциометра, вход установки — с входной шиной, а счетный вход — с эмиттером транзистора блокинг-генератора.

1835598 marx (Ppr . Я

Car, 3

Составитель Ю. Ерофеев

Техред М.Моргентал Корректор M. Андрушенко

Редактор

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

Заказ 2985 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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