КОМАРОВ С.Г. ГЕНЕРАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ

Ключевые слова: , , , , , , , ,


КОМАРОВ С.Г. ГЕНЕРАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ

Keywords: RS-триггер


Библиографическая ссылка на статью:
// Современная техника и технологии. 2012. № 2 [Электронный ресурс]. URL: https://technology.snauka.ru/2012/02/295 (дата обращения: 15.05.2024).

Аннотация:

Предложен генератор электрических импульсов, который относится к импульсной технике и выполнен с использованием элементов, аккумулирующих энергию и разряжаемых через нагрузку с помощью переключающих устройств, управляемых сигналами, задаваемыми по форме, амплитуде и частоте, и может быть использован в импульсных передающих, приёмных и стробоскопических устройствах, как источник переменного и постоянного высокого напряжения в системах обработки и регистрации информации, поступающей к ним от измерительных преобразователей, например, как источник высокого напряжения для фотоэлектронных умножителей, микроканальных усилителей света и изображения, как амплитудно-импульсный модулятор, усилитель электрических сигналов, преобразователь постоянного напряжения одного номинала в переменные или постоянные напряжения различных номиналов и т. д., обеспечивая при этом, например, высокую чувствительность к изменениям амплитуды сигналов управления и преобразуемых сигналов.

На рис. 1 представлена блок-схема генератора электрических импульсов.


Генератор электрических импульсов содержит внешне управляемый по амплитуде выходного напряжения источник 1 тока, внешне управляемый по частоте выходных коротких импульсов блокинг-генератор 2, RS-триггер 3, задатчик 4 выходных управляющих напряжений (по двум выходам), группы зарядных и разрядных токоограничителей – переключателей, соответственно 5 и 6, выполненных, например, с применением резисторных оптопар – оптронов, группу периодически аккумулирующих энергию конденсаторов С, внешне управляемый ключ 7 коммутации, накопительный конденсатор Сн и нагрузку 8.

При этом блокинг-генератор 2 выходом соединён с входом RS-триггера, выходы RS-триггера через задатчик 4 управляющих напряжений соединены – первый с входами управления зарядных токоограничителей – переключателей 5, а второй – с входами управления разрядных токоограничителей – переключателей 6, информационные входы зарядных токоограничителей – переключателей 5 параллельно подключены к выходу источника 1 тока, выход каждого из зарядных токоограничителей – переключателей 5 подключен к своему конденсатору С для аккумулирования энергии, конденсаторы С включены в периодической последовательности в последовательную цепь с разрядными токоограничителями – переключателями 6, конечный выход этой последовательной цепи соединён через внешне управляемый ключ 7 коммутации с накопительным конденсатором Сн и параллельно им с нагрузкой 8. (Примечание: связи входов электропитания блокинг-генератора 2 и триггера 3 с дополнительным источником тока на рис. 1 не показаны).

Работает генератор электрических импульсов следующим образом.

По сигналу внешнего управления источник 1 тока устанавливается на определённую ступень выходного напряжения и включается в работу блокинг-генератор 2, начинающий вырабатывать очень короткие электрические импульсы заданной по внешнему управлению амплитуды и частоты.

С поступлением первого короткого импульса на вход триггера 3, последний изменяет своё состояние. Пусть на первом выходе триггера 3, например, появляется сигнал (напряжение) относительно высокого уровня, подаваемый на первый вход задатчика 4 выходных управляющих напряжений. По сигналу внешнего управления задатчик 4 формирует на своём первом выходе управляющее напряжение, величина которого пропорциональна величине входного модулирующего сигнала.

С первого выхода задатчика 4 управляющее напряжение поступает на управляющие входы зарядных токоограничителей – переключателей 5. При этом зарядные токоограничители – переключатели 5 открываются – устанавливаются на определённую ступень токоограничения (сопротивления), пропорциональную величине управляющего напряжения на первом выходе задатчика 4, и параллельно подключенные к выходу источника 1 тока через зарядные токоограничители – переключатели 5 конденсаторы С начинают заряжаться от источника 1 тока.

Заряд конденсаторов С продолжается в течение длительности первой межимпульсной паузы в последовательности очень коротких выходных импульсов блокинг-генератора 2.

С поступлением от блокинг-генератора 2 второго короткого импульса триггер 3 опрокидывается, сигнал на первом выходе триггера 3 исчезает и, наоборот, появляется сигнал (напряжение) относительно высокого уровня на втором его выходе. От чего также управляющее напряжение на первом выходе задатчика 4 исчезает, но появляется на втором его выходе, соединённом с управляющими входами разрядных токоограничителей – переключателей 6.

От этих действий сопротивление зарядных токоограничителей – переключателей 5 становится максимально большим, а разрядные токоограничители – переключатели 6 открываются – устанавливаются на определённую ступень токоограничения (сопротивления), пропорциональную величине управляющего напряжения на втором выходе задатчика 4, напряжения конденсаторов С суммируются и происходит разряд конденсаторов С, например, на нагрузку 8 или же одновремённо ещё и на накопительный конденсатор Сн, если ключ 7 коммутации будет включен по сигналу внешнего управления.

Разряд конденсаторов С на нагрузку 8 продолжается в течение длительности второй межимпульсной паузы в последовательности выходных импульсов блокинг-генератора 2.

С приходом на вход триггера 3 нового короткого импульса от блокинг-генератора 2 процессы в работе генератора электрических импульсов повторяются.

Выходы конденсаторов С (левая на рис. 1 клемма является общей для всех конденсаторов С в их группе), например, могут быть соединены с последовательно установленными катодами фотоэлектронного умножителя – прибора для регистрации слабого свечения.

Общий для всей группы конденсаторов С выход (конечные на рис. 1 левая и правая клеммы последовательно установленных и последовательно соединённых между собой разрядными токоограничителями – переключателями 6 конденсаторов С) может быть соединён с клеммами электропитания микроканального усилителя, способного усиливать падающее на него изображение более чем в 10 тысяч раз.

При отсутствии необходимости в амплитудной модуляции выходных электрических импульсов генератора и усилении входных электрических сигналов по амплитуде, но, например, при необходимости получить высокое постоянное напряжение на высокоомной нагрузке 8, по сигналу внешнего управления включается в работу ключ 7 коммутации, соединяющий общий для всей группы конденсаторов С выход на вход накопительного конденсатора Сн, создающий постоянное высокое напряжение на нагрузке 8.

В особых примерах практического применения генератора электрических импульсов конденсаторы С могут быть малой ёмкости и выполнены с применением высоких технологий в виде конденсаторной сборки. Конденсаторная сборка может представлять собой устройство – «сендвич» с высокой степенью миниатюризации, выполненное на подложке одновремённо с контактной плошадкой для коммутации конденсаторов.

Зарядные 5 и разрядные 6 токоограничители – переключатели могут быть выполнены в интегральном исполнении в виде фоторезисторных сборок с общим полупроводниковым излучателем света на группу фоторезисторов, каждый из которых может иметь в закрытом состоянии выходное сопротивление в несколько Мгом, а в открытом – порядка 50 Ом.

С целью повышения надёжности опрокидывания триггера 3 блокинг-генератор 2 на своём выходе может быть снабжён диодно-ёмкостным ключом переднего фронта импульса.

Узлы внешнего управления источника 1 тока, блокинг-генератора 2 и задатчика 4 выходных управляющих напряжений генератора электрических импульсов могут быть выполнены с применением быстродействующих электронных устройств потенциометрического назначения.

Использованная литература:

  1. С. Г. Комаров, «Устройство для измерения малых перемещений», описание изобретения к авторскому свидетельству № 1181494 с приоритетом 12. 08. 83 г.
  2. С. Г. Комаров, «Устройство для измерения малых перемещений», описание изобретения к авторскому свидетельству № 1299440 с приоритетом 05. 03. 85 г.
  3. С. Г. Комаров, «Амплитудно – импульсный модулятор», описание изобретения к авторскому свидетельству № 1487775 с приоритетом 10. 11. 86 г.


Все статьи автора «Комаров Станислав Григорьевич»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: