Формирователь прямоугольных импульсов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВЕИтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскмх

Соцмалмстмческмх

Реснублмк

<и>980266 (51)М. Кл.

Н 03 К 5/12 (6l ) Домолммтельмое к ввт. свмд-ву (22) Завалено 22.06.81(21) 3305466/18-21 с прмсоедммеммем заявкм М (23) Прмормтет

9вударстваеаИ квинтет ссер во лелем нзвбрвтенив

1 в вткрмткй (53 у УДК 621.373. .43 (088.8) Опублмковамо 07.12.82. Бюллетень М45

Дата онублмковаммя опмсаммя 09.12.82

В.Ю. Юодвалькис, И. Ю. Вяркялис, Д-Ю.Ю.Занявичюс .и Л. И. Кулис (72), Авторы мзобретеммя

1

Ордена Трудового Красного Знамени институт физики... полупроводников АН Литовской CCP (73) Заявмтель (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ !

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для формирования прямоугольных импульсов при обработке слабых .сигналов, например, поступающих от фотоприемника в преобразователях перемещения.

Известен формирователь прямоугольных импульсов для преобразования перемещений. В данной схеме роль формирователя импульсов выполняют компаратор, собранный на микросхеме К553УД1, и транзисторные усилители, собранные на дискретных элементах по схеме с общим эмиттером (1 ).

Однако данное устройство обладает такими недостатками, как сложность схемы, большое количество навесных элементов, плохая приспособленность к реактивной нагрузке, отсутствие защиты ат короткого замыкания.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является генерагор прямоугольных импульсов, содержащий триггер на двух траюнсторах с коллектор но-базовыми связями в котором резисто- ры в цепях коллекторов транзисторов соединены соответственно с эмиттерамн третьего и четвертого транзисторов, коллекторы которых подключены к шине питания C2g.

Недостатками данного устройства saляются невысокое быстродействие, влияние на работоспособность реактивной нагрузки и отсутствие защиты от короткого замыкания.

Цель изобретения - устранение иеречисленных недостатков, т.е. расширение функционалыых возможностей н повышение быстродействия устройства. .:Поставленная цель достигается тем, что в формирователь прямоугольных импульсов, содержащий триггер на двух

rpassaегоpax с коллекторно базовыми связями, коллекторные резисторы соеди нэша соответственно с эмнттером третьего и четвертого транзисторов, коллект

3 98026 ры которых подключены к шине питания, вввдешл пять дополнительных транзисторов, причем третий и четвертый основные тракзисторы выполнены составными, в коллекторно-базовые связи триггера введены резисторы, а эмиттвры транзисторов: тетере соединены с обшей шиной, при этом источник сигнала соединен с базой перврго дополнительного транзистора, эмиттер которого соединен с общей ши- 1ф ной, а коллектор — с базой первого составного транзистора и через резистор с шиной питания, коллектор и база второго дополнительного транзистора соединены соответственно с базой и эмиттером пер- is вого составного транзистора, а эмнттер второго дополнительного транзистора соединен с первым выходом триггера и первым выходом устройства, база третьего дополнительного транзистора совди- 20 нека с базой первого составного транзистора, коллектор соединен с шиной питания, а эмиттер - с общей шиной через резисторный делитель, выход которого соединен с базой четвертого дополнительного 2s транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной, а коллектор - с базой второго составного транзистора и через резистор с шиной питания, коллектор и база пятого дополнительного транзистора .3у соответственно соединены с базой и эмиттером второго составного транзистора, а эмиттер соединен с вторым выходом триг»гера и вторым выводом устройства.

На чертеже приведена принципиальная схема формирователя прямоугольных импульсов.

Формирователь сочержит входной транзистор 1, база которого служит входом формирователя, а эмиттер соединен с общей шиной источника литани . Коллектор транзистора 1 через резистор 2 подсоецинен к положительной шине источника asтания. К коллектору транзистора 1 подсоединена база составного транзистора 3, 45 коллекторы которого подсоединены к поло» жительной шине источника питания, а эмнттер через ннэноомный резистор 4 и транзистор 5 - к отрицательной шине е источника питания. К коллектору транзнс» +

Tops 1 подсоединен коллектор транзистора

6, база которого соединены с эмиттером составного транзистора 3, а эмиттер с коллектором транзистора 5. К коллектору траюистора 1 подсоедннена база транзитi >> тора 7, коллектор которого соединен с положительной шиной источника питания, а эмиттер через резисторный делитель,<

6 а состоящий из резисторов Я н 9 подключен к отрицательной шине источника питания.

К средней точке данного делителя подсоединена база транзистора 10, эмиттер которого соединен с отрицательной шиной источника питания, а коллектор подключен через резистор 11 к положительной шине источника питания. К коллектору тракэнс тора 10 подключена база второго составного транзистора 12, коллекторы которого подключены к положительной шине ис точника питания, а эмиттер через низкоомный резистор 13 н транзистор 14к отрицательной шине источника питания.

К коллектору транзистора 10 подключен коллектор тракзистора 15, база которого подключена к эмиттеру составчого тран- зистора 12, а эмиттвр - к коллектору транзистора 14, так что ниэкоомный резистор 13 шунтируется переходом базаэмиттер транзистора 15. Эмиттвры тран- . зисторов 5 и 14 подключены к общей шине, a,êoëëåêòoðû - к ниэкоомным резисторам 4 и 13 соответственно. Базы этих транзисторов через резисторы 16 н 17 подключены к коллекторам противоположных транзисторов 5 н 14 соответственно.

Формирователь импульсов работает следующим образом.

После поступления положительного нацряження на базу транзистора 1 он открывается и шунтирует базу составного транзистора Э на общую шину и эак ывает его. Ток, протекающий через резисторы 4 и 16 на базу транзистора 14, прекращается и данный транзистор saapaur, Иэмэа отсутствия положительного потев»пиала на коллекторе траюистора 1 транзисторы 7 и 10 также закрыты, поэтому составной транзистор 12 открыт и на. выходе 18 - высокий потенциал. В данный момент через резистор 17 протекает ток на базу транзистора 5, который держит его в открытом состоянии н на исходе

18 - низкий потенциал. В случае отсут ствия положительного напряжения на базе транзистора 1 он закрывается н откры» веет составной транзистор 3. Ток, проход пцнй через составной транзистор 3 резисторов 4 н 16 набазу транзистора

14, ояцывает его, на выходе 18, высокий поте3щнал шщаат и той через резиО тор 17 нз поступает„транзистор 5 закрыт и навйходе 19 появляется высокий потенциал, так как в тот же момент от»крываются транзисторы 7 н 10. Ompaтый травввстор 10 шунтирует базу соо5 9802 тавного транзистора 12 на общую шину и закрывает его.

В предлагаемом формирователе предусмотрено двойное формирования фронтов выходных импульсов: 1 - непосредственно усилительными транзисторами 1,3,10 и 12; 2 — траюисторамн 5 и 14, сое ., днненными между собой по принципу триггера. Такое включение транзисторов сло собствует быстрому переключению шаход- 1е ного напряжения, а также исключению сдвига фаэ между выходными импульсами, поскольку транзисторы 5 н 14 одновременно ю могут находиться в открытом и закрытом состоянии. Четкое переключе- IS нне выходного напряжения обоих каналов является основным требованием, например, для преобразователя перемещения, ибо это непос. редственно отражается на точности измерений. 20

При коротком замыкании одного ю выходов на общую шину, например, викода 18, в момент, когда составной транзистор 12 открыт, через резистор 13 протекает ток короткого замыкания и со- И эдавшнйся на нем перепад напряжения открывает транзистор 15, который шунтнрует базу составного транзистора 12 на общую шину н закрывает его.

В случае замыкания того же выкщса ЗФ на положительную шину источника питания в момент, когда транзистор 14 открыт, ток короткого замыкания протекает через резистор 17 на базу транзистора 5. Он мгновенно открывается и через резистор зу

16 шунтирует базу транзистора 14 на общую шину, котосый мгновенно закрывается и ток в цепи прекращается. Аюлогичные процессы происходят в случае замыканс я выхода 19 на шины источника питания. Таким образом, схема полностью эащнщею от токов короткого замыкания на обе шины источника питания.

Схема достаточно корошо работает и при довольно больших реактивных нагрузках. В случае реактивной нагрузки формирователя импульсов во время переключения схемы на выходных траюисторах соэдаются дополнительвае токи (токи перезарядки внешней цепи), котосесе создают пересады напряжения на выходных транзисторах. Чтобы исюпочить их юпшние, включен траюкстор 7, управляемый от транзистора 1. В этом случае каждый ависодной каскад схемы работает самосто

И ятельно и независимо друг от друга. Та кое разделевю выходных каскадов и отсутствие больших сопротивлений в пепи .

66 6 нагрузки позволяет включение большой реактивной нагрузки, которая однако не искажает выходной сигнал.

Таким образом, предлагаемое .устройство обеспечивает достижение.положительного эффекта. Форм ула иэ обре те ния

Формирователь прямоугольных импуль:сов, содержащий триггер на двух транзис.торах с коллекторно-базовыми связями, причем коллекторные резисторы соединены соответственно с эмиттером третьего и четвертого траюисторов, коллекторы которых подключены к шине питания, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения его функциональнык возмох ностей и повышения быстродействия, в него введены пять дополнительных транзисторов, причем третий и четвертый основные транзисторы жполнены состав ными, в коллекторнобазовые связи трщ гера введены резисторы, а эмиттеры тран- зисторов триггера соединены с общей цяьной, при этом источник сигнала соединен с базой первого дополнительного траюис тора, эмиттер которого соединен с общей шиной, а коллектор — с базой первого аоо тавного транзистора и через резистор с шиной питания, коллектор и база второго дополнительного траюистора соединены соответственно с базой и эмиттером первого составного транзистора, а эмиттер второго дополнительного транзистора сое динен с первым выходом триггера и першим выходом устройства, база третьего ,дополнительного траюистора соединею с базой первого составного траюистора, коллектор соединен с шиной питания, а эмиттор - с общей шиной через реэисторный делитель, выход которого соединен с базой четвертого дополнительного траюиотора, эмиттер которого соединен с общей шиной, а коллектор « с базой второго составнОго траюистора и через резиотор с шиной питания, коллектор и база пятого дополнительного траюистора соответственно соединены с базой и эмитте ром второго составного,траюистора, а эмнттер соединен с втосым выкодом трсп гере н вторым выходом устройства.

Мсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Руководство по эксплуатации BE, 1780001 РЭ. Разработка Вильнюсского филиала ЭНИМС, 1979.

2. Справочишс по интегральным микро схемам. Под ред. Б.В.Тарабрина. М., Энергия", 1980, с.306, микросхема

263Il 1 (прототип).

ЙЙОМ6

Составитель Ш. Iapsuoa

Редактор А. Ворович Техред М.Коштура Корректор A Деятко

Заказ 9380/47 . Тираж 959 Понднсное

ВНИЦПИ ГосУРарственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-38, Раушскаа наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4