197129. lajstromszámú szabadalom • Áramköri elrendezés változtatható periódusidejű állandó kitöltési tényezőjű nagyfrekvenciás impulzusok előállítására
1 197 129 2 A találmány tárgya áramköri elrendezés változtatható periódusidejű állandó kitöltési tényezőjű nagyfrekvenciás impulzusok előállítására, amely olyan nagyfrekvenciás astabil multivibrátor megvalósítására szolgál, amelynek kimenő jele állandó kitöltési tényezőjű, s periódusideje folyamatosan szabályozható. Felhasználási területe: ipari és laboratóriumi célokra készült generátorokban és mérési feladatokat ellátó készülékekben van. Változtatható periódusidejű impulzusok előállítására többféle áramköri elrendezés ismert. A technikai szintet képviseli a HP 8007 B típusszámú impulzus generátorban található megoldás, amely az 1. ábrán látható. A 2. ábra ennek a megoldásnak a jellegzetes feszültség—idő függvényeit ábrázolja. Az áramkör működése a következő: Tételezzük föl, hogy a harmadik, negyedik TR3A, TR4A tranzisztorokból álló differenciál erősítőből, a harmadik TR3A tranzisztor nyitva van, a negyedik TR4A tranzisztor pedig zárva. Ilyenkor az első TR1A tranzisztor bázisán 0 V, a harmadik TR3A tranzisztor bázisán U’B3 — U„EI + U1A feszültség van. Mivel a második TR2A tranzisztor bázisa pozitívabb, mint emiltcre, ezért a második TR2A tranzisztor zárva van, így az HA áramgenerátor árama pozitív irányban tölti CA kondenzátort. Mivel CA kondenzátor feszültsége a negyedik TR4A tranzisztor bázis feszültsége is, ezért amikor annak feszültsége eléri a harmadik TR3A tranzisztor bázis feszültségét (mely UBE1 + U1A), akkor a negyedik TR4A tranzisztor kinyit, ha UDE3 s UUH4, kolektor feszültsége negatív irányba változik, és az első TR1A tranzisztoron és az első U1A feszültség generátoron keresztül pozitív visszacsatolással a harmadik TR3A tranzisztort zárásba viszi. Ennek következtében a harmadik TR3A tranzisztor lezár, bázisfeszüllsége U”B3 = U’r.a + UBE] + U1A lesz. A negyedik TR4A tranzisztor pedig kinyit a —UT negatív tápfeszültség és a második R2A ellenállás által meghatározott áram teljes egészében rajta fog átfolyni és az első R1A munkaellenálláson U’R1A feszültséget hoz létre. Ilyenkor a második TR2A tranzisztor bázisa negatívabb lesz emitterénél, hiszen bázisán UB2 — U’R1A H- UBEl + U1A a feszültség, feltételezve, hogy U2A — UBF2, tehát a második TR2A tranzisztor kinyit és bázisáramától, valamint karakterisztikájától függően I2A árammal negatív irányba tölti CA kondenzátort, és elvezeti HA áramgenerátor áramát. Ennek hatására CA kondenzátor feszültsége és ezzel együtt a negyedik TR4A tranzisztor bázis feszültsége negatív irányba változik és amikor eléri a harmadik TR3A tranzisztor bázis feszültségét, akkor az kinyit, a negyedik TR4A tranzisztor pedig lezár, így előáll a kiindulási állapot és a továbbiakban az előzőekben ismertetett módon folytatódik a folyamat, s az első R1A munkaellenálláson folyamatos rezgésű impulzus jel jön létre. Ezen impulzus jel periódusideje: T, a két félperiódus ideje: tt, t2, T = tj + t2 idejéből tevődik össze. Időben állandó töltő áramokat feltételezve 11 — CAx Uc x - ; t2 = CA x Uc x - —, 1|A *2 A *A ahol Uc = U’c U”c> U'„3 - U’c és U”l>3 - U”c, tehát a periódusidő Az impulzus kitöltési tényező pedig: k = —, = —— (1) 3 f 2A Ezen áramkörrel szemben támasztott követelmény, hogy kimenő jelének T periódusideje folyamatosan változtatható legyen, melyet az 11A áramgenerátor áramának változtatásával végeznek. Mivel 12A áram közel állandó és csak a második TR2A tranzisztor munkapontja határozza meg, ezért k kitöltési tényező az I2A áramgenerátor áramának változásával változik. Az ismert megoldás hiányossága tehát az, hogy kimenő jel periódusidejének változtatásával — amelyet I)A áramgenerátor áramának változtatásával végeznek — változik annak kitöltési tényezője is, ezért ezzel az áramköri megoldással négyszög jelet nem lehet előállítani. A találmány célul tűzte ki az ismert megoldás hiányosságának megszüntetését és olyan áramköri elrendezés létrehozását, amely a kimenő jel periódusidejének változtatásával a kitöltési tényező változása nélkül biztosítja a nagyfrekvenciás impulzusok előállítását. A találmány szerinti megoldás azon a felismerésen alapul, hogy a kondenzátor töltéséhez egy differenciál erősítőt alkalmazunk, amelynek emittereit egy áramgenerátor táplá^a, és ha a differenciálerősítő mindkét bázisát feszültséggenerátorral vezéreljük, továbbá biztosítjuk azt a feltételt, hogy a differenciálerősítő emittereit tápláló áramgenerátor árama a kondenzátort pozitív irányban töltő áramgenerátor áramának állandószorosa legyen, azaz I2 = nXl,, akkor a k kitöltési tényező állandó lesz, mivel az (1) összefüggés alapján: k = ^ ~ = nT> ~ *i = 11-1 I2 ni, n A találmány szerinti áramköri elrendezést a 3. ábra, a jellegzetes feszültség időfüggvényeket pedig a 4. ábra ábrázolja. A találmány szerinti áramköri elrendezés tartalmaz első TR1 tranzisztort, amelynek bázisa egyben az áramköri elrendezés Ki kimenete és negyedik TR4 tranzisztor kollektorára és első RÍ ellenállás egyik végére csatlakozik. Az első TR1 tranzisztor emittere első U1 feszültséggcncrátor pozitívabb pontjára, az első U1 feszültség generátor negatívabb pontja második U2 feszültség generátor pozitívabb pontjára és harmadik TR3 tranzisztor bázisára van kötve. A harmadik és negyedik TR3, TR4 tranzisztor emittere harmadik R3 ellenállás egyik végére, a harmadik R3 ellenállás másik 5 0 '5 20 25 30 35 40 15 50 55 30 55 2
