ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ Российский патент 2004 года по МПК H03K3/26 H03K3/27 H03K5/01 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах вычислительной техники и систем управления.

Известен генератор импульсов (см. книгу Яковлева В.Н., Воскресенского В.В., Мирошниченко С.И. и др. Справочник по микроэлектронной импульсной технике. Киев: Технiка, 1983, с. 216, рис. 9.3 г.), содержащий два элемента 2ИЛИ-НЕ, два резистора, два конденсатора, два диода и источник напряжения. Выход первого элемента 2ИЛИ-НЕ соединен непосредственно с первым входом второго элемента 2ИЛИ-НЕ и первым выводом первого конденсатора и через первый резистор с первым выводом второго конденсатора, анодом первого диода и первым своим входом. Выход второго элемента 2ИЛИ-НЕ соединен непосредственно со вторым входом первого элемента 2ИЛИ-НЕ и вторым выводом второго конденсатора и через второй резистор со вторым выводом первого конденсатора, анодом второго диода и первым своим входом. Катоды диодов объединены и подключены к положительному полюсу источника напряжения, отрицательный вывод которого соединен с общей шиной. Выходы первого и второго элементов 2ИЛИ-НЕ являются выходами генератора импульсов.

Недостатками генератора импульсов являются наличие выбросов напряжения на входах элементов 2ИЛИ-НЕ и перегрузка по выходному току в момент переключения вследствие перезаряда конденсаторов.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков является одновибратор (см. а.с. СССР №1279056 от 06.01.82, МКИ: Н 03 К 5/01, 5/153, Устройство защиты от дребезга, авторов В.Л.Червяка, М.А.Гуранчика и А.В.Рывкина, опубл. 23.12.86, бюл. №47), содержащий мажоритарный элемент, инвертор и элемент задержки. Первый вход мажоритарного элемента соединен с входной шиной. Второй вход мажоритарного элемента соединен с его выходом, выходной шиной и входом инвертора. Выход инвертора через элемент задержки подключен к третьему входу мажоритарного элемента.

Недостатком одновибратора является отсутствие возможности формирования последовательности импульсов вследствие отсутствия цепи отрицательной обратной связи.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является создание генератора импульсов, обладающего расширенными функциональными возможностями, а именно способностью генерации последовательности импульсов.

Технический результат достигается тем, что в генераторе импульсов, содержащем входную шину, мажоритарный элемент, выход которого соединен с выходной шиной, новым является то, что дополнительно введены элемент 2ИЛИ-НЕ, первый, второй, третий и четвертый резисторы, первый и второй диоды и конденсатор, первый вывод которого соединен с анодом второго и катодом первого диодов соответственно, анод первого диода соединен со вторым выводом первого резистора, а катод второго диода - с первым выводом второго резистора и через четвертый резистор с первым входом мажоритарного элемента, второй вход которого через третий резистор соединен со вторым выводом первого резистора, первый вывод которого соединен со вторым выводом второго резистора и с выходом элемента 2ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с третьим входом и выходом мажоритарного элемента, со вторым выводом конденсатора, второй вход элемента 2ИЛИ-НЕ соединен с выходной шиной.

Указанная совокупность признаков позволяет расширить функциональные возможности генератора импульсов за счет способности генерации последовательности импульсов путем изменения длительности управляющего входного сигнала.

На чертеже приведена принципиальная схема генератора импульсов.

Генератор импульсов содержит мажоритарный элемент 1, элемент 2ИЛИ-НЕ 2, конденсатор 3, первый и второй диоды 4 и 5 соответственно, первый, второй, третий и четвертый резисторы 6, 7, 8, 9 соответственно, выходную и входную шины 10 и 11 соответственно. Выход мажоритарного элемента 1 соединен со своим первым входом, с первым входом элемента 2ИЛИ-НЕ 2, с выходной шиной 10 и с первым выводом конденсатора 3. Второй вывод конденсаторов 3 подключен к аноду диода 4 и катоду диода 5, анод которого соединен через резистор 6 с выходом элемента 2ИЛИ-НЕ 2, второй вход которого подключен к входной шине 11. Катод диода 4 через резистор 7 соединен с выходом элемента 2ИЛИ-НЕ 2 и через резистор 9 - со вторым входом мажоритарного элемента 1, третий вход которого подключен через резистор 8 к аноду диода 5.

Генератор импульсов работает следующим образом.

Рассмотрим случай, когда в момент подачи напряжения питания на входной шине 11 присутствует уровень логической “1”. На выходе элемента 2ИЛИ-НЕ 2 устанавливается уровень логического “0”, который поступает на второй и третий входы мажоритарного элемента 1, на выходе которого устанавливается уровень логического “0”. На первом входе мажоритарного элемента 1 также устанавливается уровень логического “0”, а конденсатор 3 находится в разряженном состоянии. Генератор импульсов находится в устойчивом состоянии и не вырабатывает выходных импульсов.

При подаче на входную шину 11 запускающего сигнала в виде уровня логического “0” на выходе элемента 2ИЛИ-НЕ 2 устанавливается уровень логической “1”, который поступает на второй вход мажоритарного элемента 1 через резисторы 7 и 9. Начинается заряд конденсатора 3 с выхода элемента 2ИЛИ-НЕ 2 через резистор 6 и диод 5, что приводит к установлению на третьем входе мажоритарного элемента 1 уровня напряжения, близкого к уровню логического “0”. По мере заряда конденсатора 3 напряжение на третьем входе мажоритарного элемента 1 достигнет уровня порога переключения, что приведет к появлению на его выходе уровня логической “1”, поскольку на втором его входе уже присутствует уровень логической “1”. При этом на первом входе мажоритарного элемента 1 также появляется уровень логической “1”, а на выходе элемента 2ИЛИ-НЕ 2 устанавливается уровень логического “0”, который через резисторы 6 и 8 поступает на третий вход мажоритарного элемента 1. Конденсатор 3, отрицательно заряженная обкладка которого подключена к выходу мажоритарного элемента 1, начинает перезаряжаться через резистор 7, поскольку на выходе элемента 2ИЛИ-НЕ 2 присутствует уровень логического “0”, а на выходе мажоритарного элемента 1 - уровень логической “1”. Резисторы 8 и 9 защищают диоды схем защиты входов мажоритарного элемента 1 (Зельдин Е.А. Цифровые интегральные микросхемы в информационно-измерительной аппаратуре. - Л.: Энергоатомиздат, 1986, с.65, рис. 6-4). При достижении напряжения на конденсаторе 3 уровня порога переключения мажоритарного элемента 1 на его выходе появится уровень логического “0”. Далее процесс формирования выходных импульсов генератором импульсов будет повторяться. Количество выходных импульсов будет определяться длительностью управляющего импульса, поступающего на входную шину 11, поскольку при появлении на ней уровня логической “1” на выходе элемента 2ИЛИ-НЕ 2 устанавливается уровень логического “0” и генератор импульсов перестает вырабатывать выходные импульсы.

Таким образом, заявляемый генератор импульсов обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, а именно обеспечивает формирование последовательности импульсов.

Мажоритарный элемент 1 может быть выполнен на микросхеме 564ЛП13, логический элемент 2ИЛИ-НЕ 2 - на микросхеме 564ЛА7. В качестве конденсатора 3 может быть использован конденсатор типа К 10-17, качестве диодов 4, 5 могут быть использованы диоды типа 2Д522, а в качестве резисторов 6, 7, 8, 9 - резистор типа С2-33.

Изготовлен макет генератора импульсов, испытания которого показали работоспособность заявляемого устройства и его практическую ценность.

Изобретение относится к импульсной технике. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей за счет генерации последовательности импульсов. Генератор импульсов (ГИ) содержит мажоритарный элемент (МЭ) 1, элемент 2ИЛИ-НЕ (Э) 2, конденсатор 3, первый, второй диоды (Д) 4, 5, первый - четвертый резисторы (Р) 6-9, выходную и входную шины (Ш) 10, 11. Выход МЭ 1 соединен со своим первым входом, с первым входом Э 2, с Ш 10 и через К 3 к аноду Д 4 и катоду Д 5. Анод Д 5 через Р 6 соединен с выходом Э 2, второй вход которого подключен к Ш 11. Катод Д 4 через Р 7 соединен с выходом Э 2 и через Р 9 - со вторым входом МЭ 1, третий вход которого подключен через Р 8 к аноду Д 5. 1 ил.

Генератор импульсов, содержащий входную шину, мажоритарный элемент, выход которого соединен с выходной шиной, отличающийся тем, что дополнительно введены элемент 2ИЛИ-НЕ, первый, второй, третий и четвертый резисторы, первый и второй диоды и конденсатор, первый вывод которого соединен с анодом второго и катодом первого диодов соответственно, анод первого диода соединен со вторым выводом первого резистора, а катод второго диода - с первым выводом второго резистора и через четвертый резистор - с первым входом мажоритарного элемента, второй вход которого через третий резистор соединен со вторым выводом первого резистора, первый вывод которого соединен со вторым выводом второго резистора и с выходом элемента 2ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с третьим входом и выходом мажоритарного элемента, со вторым выводом конденсатора, второй вход элемента 2ИЛИ-НЕ соединен с выходной шиной.