Радиоэлектронные устройства (справочник) (стр. 51 )

Рис. 12.25

Рис. 12.26

Формирователь высоковольтных импульсов с ОС. Устройство (рис. 12.26) формирует на выходе высоковольтные импульсы от низковольтного источника. Выходной сигнал формируется на кон­денсаторах, которые включаются последовательно с открыванием управляющих транзисторов. Заряжаются конденсаторы параллель­ными цепями. Когда транзисторы VT1 — VT3 закрыты, то токи, про­текающие через диоды VD1 — VD3, открывают транзисторы VT4, VT6 и VT8. Конденсатор С1 заряжается до напряжения 100 В через диоды VD4 и VD7 и открытый транзистор VT4, конденсатор С2 — через VD5, VD6 и VD8, а СЗ — через VD6, VT8 и VD9.

С приходом на базу транзистора VT1 импульса положительной полярности в коллекторе этого транзистора появляется нулевой по­тенциал. Диод VD1 и транзистор VT4 закрываются. Напряжение на конденсаторе С1 будет приложено минусом к эмиттеру транзи­стора VT5. Этот транзистор откроется. Параллельно диоду VD4 будет включен конденсатор С1.

Поскольку транзистор VT5 открыт, то питающее напряжение 100 В подается через резистор R8 на диод VD2. Диод закрывается. Вслед за этим начинается процесс подключения напряжения конден­сатора С2 к выходу. В результате конденсаторы С1 — СЗ будут включены последовательно. На выходе появится импульсный сигнал с амплитудой 300 В.

Рис. 12.27

В этом режиме работы достаточно подать управляющее напря­жение на базу транзистора VT1; при этом все каскады срабатывают одновременно. В схеме возможен и другой режим работы, когда управляющие сигналы поочередно подаются в базы транзисторов VT1 — VT3. В этом случае с каждым управляющим сигналом выход­ное напряжение увеличивается на 100 В. Время нарастания выход­ного импульса меньше 1 мс.

Формирователь наносекундных импульсов. Основным узлом генератора (рис. 12.27) являются последовательно включенные транзисторы VT1 — VT3, которые работают в режиме лавинного про­боя. В исходном состоянии эти транзисторы закрыты и конденсатор заряжен до напряжения 450 В. От задающего мультивибратора, собранного на транзисторах VT4 и VT5, импульсы положительной полярности поступают на базу транзистора VT3. Открывание тран­зистора VT3 вызывает пробой транзисторов VT1 и VT2. Конденса­тор С1 разряжается через резистор R6. Если к этому резистору не подключена линия задержки, то на выходе формируется импульс колоколообразной формы с длительностью 20 не и амплитудой 150 В При подключении линии задержки формируется двухпчэляр-ный импульс отрицательная полуволна которого образована отра­жением сигнала в кабеле. Выходной сигнал по форме близок к од­ному периоду синусоиды.

Рис. 12.28

Линия задержки. Линия (рис. 12.28) состоит из трех одинако­вых каскадов. Входной сигнал через эмиттерный повторитель VT1 подается на первый каскад. Транзистор VT2 закрыт. Напряжение на коллекторе транзистора VT5 медленно возрастает. Когда это на­пряжение достигнет 5 В, транзистор VT6 открывается. Порог от­крывания транзистора устанавливается делителем R3, R4. Происхо­дит открывание транзистора VT2. Положительное напряжение на коллекторе этого транзистора откроет транзистор VT7. Коллектор­ный ток транзистора VT7 уменьшает пороговый уровень. Происхо­дит лавинообразный процесс. Все три транзистора находятся в проводящем состоянии. С возникновением напряжения в т. 3 начи­нает работать второй каскад. Время задержки включения каскада определяется постоянной времени т = Л25Э Я2С(, где Й2|Э — коэф­фициент передачи тока транзистора VT5.

4. РЕЛАКСАТОРЫ НА ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТАХ

Формирователь двухполярных импульсов. Формирователь (рис 1229) построен на двух элементах 2И — НЕ интегральной микросхемы К133ЛАЗ. Входной сигнал положительной полярности переключает первый элемент. На выходе появляется сигнал отри­цательной полярности. Этот сигнал дифференцируется на цепочке R4, С. Положительный импульс от заднего фронта входного сигна­ла переключает второй элемент интегральной микросхемы. На выхо­де этого элемента появляется импульс отрицательной полярности. Длительность импульса равна длительности входного сигнала 5 мкс. При подключении входа к выходу через резисторы R2 и R3 можно получить двухполярный импульсный сигнал (см. эпюры на рис. 12.29).

Ограничитель длительности импульса. Формирователь коротких импульсов (рис. 12.30) построен на трех логических элементах 2И — - НЕ. Входной сигнал инвертируется на элементе DDL С выхо-ца микросхемы сигнал положительной полярности поступает на RС-фильтр. На выходе фильтра сигнал линейно возрастает. При напряжении на конденсаторе 1,2 В элемент DD2 переключается. Выходной сигнал поступает на вход элемента DD3. На входах элемента действуют два сигнала. При действии первого сигнала, который пришел с интегральной микросхемы DD1, она переклю­чается и на выходе устанавливается низкий логический уровень. С приходом второго сигнала микросхема DD3 возвращается в ис­ходное состояние: на выходе присутствует напряжение приблизи­тельно 4 В. Задержка срабатывания элемента DD2 будет опреде­ляться длительностью выходного сигнала. В зависимости от емкости конденсатора длительность импульса меняется.

Рис. 12.29

Рис. 12.30

Расширитель импульсов на элементах 2И — НЕ. Преобразова­тель длительности импульса (рис. 12.31, а) состоит из двух элемен­тов интегральной микросхемы К155ЛАЗ. Входной сигнал переклю­чает состояние первого элемента DDL Положительный перепад на­пряжения на выходе этого элемента проходит через конденсатор и переключает элемент DD2. Выходной сигнал элемента DD2 удер­живает элемент DD1 в переключенном состоянии. Это состояние не изменится и после прекращения действия входного сигнала. Ин­тегральные микросхемы будут находиться в этом состоянии до тех пор, пока происходит процесс заряда конденсатора через рези­стор R. По достижении на резисторе напряжения приблизительно 1,2 В элемент DD2 вернется в исходное состояние. За ним после­дует переключение элемента DDL Зависимость длительности выход­ного сигнала от емкости конденсатора является линейной до емко­стей 3 — 4 мкФ (рис. 12.31,6).

Рис. 12.31

Расширитель импульсов. Схема расширителя импульсов (рис. 12.32, а) состоит из двух элементов 2И — НЕ интегральной мик­росхемы К133ЛАЗ, которые выполняют роль формирователей сиг­налов. За время действия выходного сигнала первого элемента конденсатор заряжается через диод. С прекращением действия входно­го сигнала конденсатор начинает разряжаться через резистор R2. Положительный импульс в эмиттере транзистора закроет второй элемент микросхемы. Связь между контактами 2 и 6 уменьшает длительность переднего фронта выходного сигнала. Длительность выходного сигнала зависит от постоянной времени т=R2С (рис. 12.32, б).

Рис. 12.32

5. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НА ОУ И КОМПАРАТОРАХ

Интегратор со сбросом. Схема управляемого генератора (рис. 12.33, а) состоит из интегратора, построенного на ОУ DA1 и порогового устройства — ОУ DA2. Входной сигнал интегратора вы­зывает линейное изменение напряжения на выходе ОУ DAL Через резистор R2 меняющееся напряжение передается на вход ОУ DA2. Когда на неинвертирующем входе этого ОУ напряжение будет равно нулю, ОУ DA2 переключится. На его выходе появится отрицатель­ное напряжение. Это напряжение проходит через диод и переклю­чает ОУ DAL Интегрирующий конденсатор разряжается. На выходе ОУ DA1 появляется положительное напряжение, которое переклю­чает ОУ DA2. Начинается новый цикл работы. В диапазоне вход­ного сигнала от 0 до 2,2 В наблюдается линейный закон изменения частоты выходного импульсного сигнала. Частота выходного сигна­ла меняется от 0 до 5 кГц (рис. 12.33, б).

Рис. 12.33

Мостовой формирователь двухполярных импульсов. На вход схемы (рис. 12.34) подается гармонический сигнал с амплитудой 100 мВ. В цепь ООС ОУ включен диодный мост, через который протекает ток, определяемый резисторами R2 и R3. Когда диоды находятся в проводящем состоянии, коэффициент усиления ОУ ра­вен единице. Начиная с определенной амплитуды входного сигнала, диоды переходят в проводящее состояние. В результате резко уве­личивается коэффициент усиления усилителя. Происходит ограни­чение входного сигнала. С помощью резистора R2 можно регули­ровать длительность ti, а резистором R3 — длительность т2.

Формирователь импульсов на компараторе К521СА2. Формиро­ватель, построенный на компараторе К521СА2 (рис. 12.35), позво­ляет получить сдвинутые сигналы различной полярности.

На рис. 12.35,0 изображена схема, которая позволяет осуще­ствить задержку входного сигнала. В исходном состоянии на ин­вертирующий вход компаратора подано смещение 0,6 В, которое определяется делителем Rl, R2, R4. На выходе компаратора нуле­вой потенциал. С приходом входного сигнала 4 В положительной полярности начинается процесс заряда конденсатора. Напряжение на неинвертирующем входе компаратора медленно нарастает. Как только оно сравняется с напряжением на инвертирующем входе — 1,6 В, компаратор переключится. На выходе установится положи­тельное напряжение. После прекращения действия входного сигна­ла конденсатор быстро разряжается через диод. Компаратор воз­вращается в исходное состояние.