БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ

Настоящая полезная модель относится к импульсной технике и может быть использована, в частности, для управления модулятором радиопередающего устройства (РПДУ) в радиолокационной станции (РЛС) с фазированной антенной решеткой (ФАР).
Известен «Формирователь импульсов» (RU 2422984 С2, опубл. 10.02.2011 г., МПК Н03К 5/00), содержащий D-триггер, генератор прямоугольных импульсов, выход которого соединен со входом синхронизации двоичного счетчика импульсов, выходные разряды которого, кроме последнего, соединены с дешифратором. Также он снабжен двумя сдвиговыми регистрами, двумя мажоритарными элементами, двумя D-триггерами, схемой управления транзисторными ключами, тремя транзисторными ключами и схемой И, причем выход генератора прямоугольных импульсов соединен со входами синхронизации первого и второго сдвиговых регистров, первого и третьего D-триггеров, а также с одним из входов схемы управления транзисторными ключами. Первый информационный вход формирователя соединен с нулевым разрядом первого сдвигового регистра, выходы которого соединены с соответствующими входами первого мажоритарного элемента, выход которого подключен ко входу первого D-триггера, выход которого соединен со входом синхронизации второго D-триггера, на другом входе которого установлен сигнал «1», инвертированный выход второго D-триггера соединен с входом сброса двоичного счетчика, старший разряд двоичного счетчика соединен со входом сброса второго D-триггера, выход дешифратора соединен с первым входом схемы И, второй информационный вход формирователя соединен с нулевым разрядом второго сдвигового регистра, выходы которого соединены с соответствующими входами второго мажоритарного элемента, выход которого подключен ко входу третьего D-триггера, инвертированный выход которого соединен со вторым входом схемы И, выход которой соединен со вторым входом схемы управления транзисторными ключами, при этом в начальный момент времени на первом выходе схемы управления транзисторными ключами устанавливают сигнал логического нуля, а на втором выходе - сигнал логической единицы. После установки на втором входе схемы управления транзисторными ключами логической единицы, на ее втором выходе устанавливается логический ноль, а через интервал времени, равный одному периоду прямоугольных импульсов, поступающих от генератора прямоугольных импульсов на первый вход схемы управления транзисторными ключами, на ее первом выходе устанавливается логическая единица. При установке на втором входе схемы управления транзисторными ключами логического нуля, на ее первом выходе устанавливается логический ноль, а через интервал времени, равный одному периоду прямоугольных импульсов, на ее втором выходе устанавливается логическая единица, первый выход которой соединен с первым выводом первого резистора, второй вывод которого соединен с базой первого транзистора, эмиттер которого соединен с общим проводом, а коллектор - с первым выводом второго резистора и базой второго транзистора. Второй вывод второго резистора соединен с эмиттером второго транзистора и с плюсом опорного напряжения, второй выход схемы управления транзисторными ключами соединен с первым выводом третьего резистора, второй вывод которого соединен с базой третьего транзистора, эмиттер которого соединен с общим проводом, коллекторы второго и третьего транзисторов соединены между собой и с выходом формирователя.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому быстродействующему формирователю импульсов является «Управляемый формирователь импульсов» (RU 2325027 С2, опубл. 20.05.2008 г., МПК Н03К 5/01), содержащий блок формирования амплитуды напряжения и длительности фронта, первый и второй элементы НЕ, вход запуска, первый и второй транзисторные ключи, первый и второй резисторы, первые выводы которых соединены с базовым выводом первого транзисторного ключа. Второй вывод второго резистора соединен с выходом первого элемента НЕ, вход которого соединен с входом второго элемента НЕ, выход второго элемента НЕ соединен с входом запуска блока формирования амплитуды напряжения и длительности фронта, выход которого подключен к второму выводу первого резистора и к эмиттерному выводу первого транзисторного ключа, коллекторный вывод которого соединен с выходом управляемого формирователя импульсов и с коллекторным выводом второго транзисторного ключа, эмиттерный вывод которого соединен с первым входом блока формирования амплитуды напряжения и длительности фронта и с шиной цифровой земли устройства. Второй, третий и четвертый входы блока формирования амплитуды напряжения и длительности фронта подключены соответственно к первой плюсовой шине цифрового питания устройства, к шине аналоговой земли устройства и к плюсовой шине аналогового питания устройства, пятый вход соединен с входом разрешения управляемого формирователя импульсов, а первая и вторая группы информационных входов соединены соответственно с первой и второй группами информационных входов устройства, введены первый и второй элементы И, первый, второй и третий одновибраторы. Входы установки в единичное состояние и информационные входы первого и второго триггеров соединены с второй шиной цифрового питания устройства, входы установки в нулевое состояние подключены соответственно к выходу первого и второго элементов И, первые входы которых соединены с входом начальной установки устройства, второй вход первого элемента И подключен к входу запуска устройства, к синхровходу второго триггера и к входам первого и второго одновибраторов, выход первого из которых соединен с синхровходом первого триггера. Выход второго одновибратора соединен с входом третьего одновибратора, а выход третьего одновибратора подключен к второму входу второго элемента И, инверсный выход второго триггера соединен с базовым выводом второго транзисторного ключа, а прямой выход первого триггера подключен к входу второго элемента НЕ.
Недостатком данного технического решения является малая скорость нарастания фронта и спада информационного импульса.
Технический результат заявленного технического решения, заключается в увеличении скорости нарастания фронта и спада информационного импульса, что необходимо в некоторых областях техники, где требуются весьма короткие прямоугольные импульсы. В частности в импульсных модуляторах РЛС, где без принятия специальных мер, часть полезной мощности, а также информации, заложенной в импульсах, может быть «съедена» затяжными фронтами.
Сущность предлагаемой полезной модели состоит в том, что быстродействующий формирователь импульсов содержит первый и второй одновибраторы, и транзисторный ключ.
Новым в предлагаемом техническом решении является введение компаратора, первого и второго усилителей, первого и второго импульсных трансформаторов и первого и второго сумматоров. Вход компаратора является входом быстродействующего формирователя импульсов. Первый выход компаратора соединен с первым входом первого одновибратора и входом первого усилителя, выход первого одновибратора соединен с первым входом первого импульсного трансформатора, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, выход которого подключен к первому входу транзисторного ключа. Второй выход компаратора соединен с входом второго одновибратора и входом второго усилителя, выход второго одновибратора подключен ко входу второго импульсного трансформатора, выход второго импульсного трансформатора соединен с первым входом второго сумматора, выход которого подключен ко второму входу транзисторного ключа. Выход первого усилителя соединен со вторым входом первого сумматора, выход второго усилителя соединен с вторым входом второго сумматора, а выход транзисторного ключа является выходом быстродействующего формирователя импульсов.
На фиг.1 изображена функциональная схема быстродействующего формирователя импульсов.
Быстродействующий формирователь импульсов содержит компаратор, 1. первый 2 и второй 3 одновибраторы, первый 4 и второй 5 усилители, первый 6 и второй 7 импульсные трансформаторы, первый 8 и второй 9 сумматоры, транзисторный ключ 10, Вход компаратора 1 является входом быстродействующего формирователя импульсов, первый выход компаратора 1 соединен с первым входом первого одновибратора 2 и входом первого усилителя 4, выход первого одновибратора 2 соединен с первым входом первого импульсного трансформатора 6, выход которого подключен к первому входу первого сумматора 8, выход которого подключен к первому входу транзисторного ключа 10, второй выход компаратора 1 соединен с входом второго одновибратора 3 и входом второго усилителя 5. Выход второго одновибратора 3 подключен ко входу второго импульсного трансформатора 7, выход второго импульсного трансформатора 7 соединен с первым входом второго сумматора 9, выход которого подключен ко второму входу транзисторного ключа 10. Выход первого усилителя 4 соединен со вторым входом первого сумматора, 8 выход второго усилителя 5 соединен с вторым входом второго сумматора 9, а выход транзисторного ключа 10 является выходом быстродействующего формирователя импульсов.
Быстродействующий формирователь импусьсов работает следующим образом: управляющий сигнал поступает на компаратор 1, в котором происходит его первичное форматирование и разделение на два противофазных сигнала. С первого (прямого) выхода компаратора 1 сигнал поступает на первый одновибратор 2, где выделяется фронт управляющего сигнала в виде нормированного по длительности короткого неинвертированного импульса. Аналогично с второго (инверсного) выхода компаратора 1 управляющий сигнал поступает на второй одновибратор 3, в котором выделяется спад сигнала также в виде нормированного по длительности короткого неинвертированного импульса, но сдвинутого по времени относительно импульса фронта на величину длительности управляющего сигнала. Далее, эти импульсы преобразуются в импульсных трансформаторах 6 и 7. В первом сумматоре 8 прямой управляющий сигнал, поступающий с первого усилителя 4, складывается с усиленными импульсом фронта, после чего мощный результирующий импульс, поступает на первый вход транзисторного ключа 10, выполненного по двухтактной схеме, открывает его. Аналогичным образом во втором сумматоре 9 инверсный управляющий сигнал, поступающий с усилителя 5, складывается с усиленными и задержанным импульсом спада, после чего мощный результирующий импульс, поступив на второй вход транзисторного ключа 10, открывает его. Верхнее плечо транзисторного ключа 10 при этом закрывается, так как действие прямого управляющего сигнала на первый вход транзисторного ключа 10 заканчивается. В результате на выходе транзисторного ключа 10 появляется мощный управляющий сигнал с высокой скоростью нарастания и спада.