Главная » » Генератор импульсов с малым временем восстановления
06:31
Генератор импульсов с малым временем восстановления
В генераторах импульсов с малым временем восстановления, о которых идет речь в этой статье, применены транзисторы одной структуры, что позволяет получать импульсы большой амплитуды, так как амплитуда им-пульсов примерно равна величине питающего напряжения, которое должно быть меньше или равно допустимому напряжению участка коллектор — эмиттер для используемых транзисторов. Кремниевые п-р-п транзисторы обладают значительно большим допустимым напряжением, чем транзисторы структуры р-п-р, отсюда ясно, что для получения импульсов большой амплитуды целесообразно использовать именно транзисторы структуры п-р-п. Рассматриваемые генераторы построены на базе транзисторных ключей с повышенной нагрузочной способностью и могут работать на емкост-; ную нагрузку. Транзисторный ключ с повышенной нагрузочной способностью, показанный на рис. 1, выполнен на транзисторах серии КТ605. В исходном состоянии устройства транзистор Т2 закрыт, а транзистор 77 открыт. Емкостная нагрузка Сш обозначенная на схеме штриховыми линиями, заряжена до напряжения U0 *=з [/пит. При подаче на вход управляющего сигнала транзистор Т2 открывается и емкость Сн быстро разряжается через малое сопротивление диода Д1 и открытый транзистор Т2. В этот момент транзистор 77 закрывается. По окончании сигнала транзистор Т2 закрывается, а транзистор 77 открывается. Теперь емкость Св заряжается через открытый транзистор 77. Диод Д1 исключает протекание сквозных токов через транзисторы, так как в момент разряда емкости Св падение напряжения на нем играет роль обратной связи, закрывающей транзистор Т2. Такое включение транзисторов позволяет при тех же коммутируемых токах повысить нагрузочную спо=-собность по сравнению с обычным транзисторным ключом. Как показали наблюдения за работой рассматриваемого транзисторного ключа, можно получить довольно крутой фронт нарастания импульса при заряде емкостной нагрузки и значительно уменьшить силу тока, текущего .через транзистор Т2 при ее разряде. Ток разряда течет и через резистор R1, поскольку транзистор 77 в это время закрыт, и сопротивление этого резистора может быть существенно больше, чем сопротивление участка коллектор — эмиттер транзистора в обычном ключе. На активной нагрузке формируемый импульс имеет амплитуду, равную примерно напряжению питания, так как на открытом транзисторе 77 падение напряжения значительно меньше, чем на сопротивлении в цепи коллектора обычного ключа. При указанных на схеме данных деталей устройство позволяет на емкостной нагрузке Св = 100 пФ формировать импульсы с амплитудой 250 В, длительностыозЕр.З мкс, с.фронтами 0,1 мкс и частотой повторения до 1 МГц.
На рис. 2 приведена схема, симметричного мультивибратора, каждое плечо которого состоит из транзисторного ключа с повышенной, нагрузочной способностью. Такой, мультивибратор позволяет формировать, импульсы с короткими фронтами, и способен работать на низкоомную и емкостную нагрузку. Расчет времязадающих цепей ничем не отличается от расчета обычного симметричного мультивибратора. При. указанных, на схеме номиналах резисторов и. конденсаторов и использовании транзисторной, сборки К1Н.Т251 частота повторения импульсов равна 1,6 кГц со скважностью Q=2, при этом фронты импульсов не превышают 0,12 мкс. По такому же принципу был построен ждущий мультивибратор с эмиттерной связью (рис. 3). В нем транзистор 77 выполняет роль нагрузочного сопротивления в коллекторной цепи транзистора ТЗ. Такая замена приводит к тому, что в момент окончания формирования выходного импульса транзистор 77 открывается и конденсатор С2 быстро заряжается через малое сопротивление этого транзистора, эмиттерный переход транзистора Т4 и сравнительно малое сопротивление резистора R7. Время заряда конденсатора С2 определяет время восстановления исходного состояния генератора, и в данном* случае оно меньше, чем в обычном ждущем мультивибраторе. Использование в генераторе транзисторной сборки позволяет существенно улучшить его выходные параметры. Скважность импульсов, определяемая по формуле Q = 1 -J- -г—2—» 'может дости- тоосст гать 20—30. В генераторе по схеме, приведенной на рис. 3, в котором использовалась транзисторная сборка К1НТ251, были получены положительные импульсы длительностью 260 мкс. Время восстановления тВосст = 12 мкс. Максимальная скважность Q=l+^=23. Ждущий мультивибратор, собранный по схеме, приведенной на рис. 4, также обеспечивает большую скважность формируемых импульсов, устойчиво работает при частоте запускающих .импульсов до 150 кГц. Он, кроме того, имеет повышенное входное и сравнительно небольшое выходное сопротивления. В этом генераторе роль пускового элемента выполняет динистор Д1. В исходном состоянии транзистор 7"2 закрыт, транзистор 77 открыт. Конденсатор С2 заряжен до напряжения источника питания. Это напряжение приложено к динистору, но оно выбрано меньшим, чем амплитуда пускового импульса для данного динистора и поэтому не возникает его лавинного пробоя. Включе- ние динистора произойдет при подаче на его катод отрицательного запускающего импульса. При этом конденсатор С2 начнет разряжаться через открытые динистор и диод Д2, резисторы Rl, R2 и эмиттерный переход транзистора Т2. В результате транзистор Т2 переходит з открытое состояние, а транзистор 77 в закрытое. Стадия формирования импульса заканчивается в тот момент, когда ток разряда конденсатора С2 станет меньше тока выключения динистора. При этом динистор, а следовательно, и транзистор Т2 закрываются, и через открывшийся транзистор Т1 быстро заряжается конденсатор С2 до исходного напряжения. На этом заканчивается стадия восстановления и начинается новый цикл. Следует отметить, что при формировании импульса времязадающий конденсатор С2 частично разряжается через входной конденсатор С1 и источник запускающих импульсов. Поэтому емкость конденсатора С/ выбирают намного меньше формирующей емкости, чтобы он не оказывал существенного влияния на выходной импульс. Длительность импульса можно плавно регулировать резистором R1. Диод ДЗ препятствует разряду конденсатора С2 через транзистор Т2, а диод Д5 предохраняет эмиттерный переход этого транзистора от больших обратных напряжений. Такой генератор обеспечивал регулируемую длительность выходного импульса в пределах 6—60 мкс при максимальной частоте следования запускающих импульсов соответственно 15—150 кГц. Его входное сопротивление /?м 1з Ю кОм, а выходное /?Вых = 360 Ом.
