ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ Российский патент 2004 года по МПК H03K3/30 

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

Известен генератор импульсов (см. а.с. СССР №450322 от 02.12.72, МКИ: Н 03 К 3/30. “Двухтактный генератор импульсов”, автор B.C. Моин, опубл. 15.11.74. Бюл. №42), содержащий транзисторы, база-эмиттерные переходы которых зашунтированы диодами, и выходной трансформатор, имеющий обмотку обратной связи с отводом, зашунтированную резистивно-емкостной цепочкой. База одного транзистора соединена с общей точкой соединения резистора и конденсатора резистивно-емкостной цепочки, а база другого транзистора - с отводом обмотки обратной связи через вновь введенный резистор.

Недостатком генератора импульсов является большое собственное потребление и большой ток коллектора открытого транзистора из-за насыщения сердечника трансформатора.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков является генератор импульсов (см. патент РФ №2129331 от 23.09.97, МКИ: Н 03 К 3/30. “Генератор импульсов” авторов Е.И. Рыжакова и Г.И. Шишкина, опубл. 20.04.99. Бюл. №11), содержащий два инвертора, два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два транзистора разного типа проводимости, три резистора, дроссель и интегрирующую RC-цепь. Выход первого инвертора соединен с первым выводом дросселя, эмиттерами транзисторов и входом второго инвертора, выход которого через первый резистор соединен с вторым выводом дросселя и с базами транзисторов. Первый вход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с коллектором первого транзистора и через второй резистор - с шиной питания, второй вход - с коллектором второго транзистора и через третий резистор - с общей шиной, а выход - с первым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго инвертора, выход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ через интегрирующую RC-цепь соединен с входом первого инвертора.

Недостатком данного генератора импульсов является сложность схемной реализации, связанная с большим количеством элементов.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является создание генератора импульсов, обладающего простотой схемной реализации.

Технический результат, заключающийся в упрощении генератора, достигается тем, что в генераторе импульсов, содержащем первый инвертор, выполненный в виде триггера Шмитта с инверсией входного сигнала, вход которого соединен с выходом интегрирующей RC-цепи, а выход - с входом второго инвертора, первый логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго инвертора, а выход - с входом интегрирующей RC-цепи, и дроссель, выполненный на сердечнике с прямоугольной петлей гистерезиса, второй вывод которого соединен с первым выводом резистора, выход второго инвертора соединен с первым выводом дросселя, вновь введенный третий вывод которого подключен к первому входу первого логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого инвертора и вторым выводом резистора.

Указанная совокупность признаков позволяет упростить схему генератора за счет уменьшения количества элементов, входящих в схему.

На чертеже приведена принципиальная схема генератора импульсов.

Генератор импульсов содержит первый инвертор 1, выполненный в виде триггера Шмитта с инверсией входного сигнала, второй инвертор 2, первый 3 и второй 4 логические элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, резистор 5, дроссель 6, выполненный на сердечнике с прямоугольной петлей гистерезиса, и интегрирующую RC-цепь 7.

Вход инвертора 1 соединен с выходом интегрирующей RC-цепи 7, а выход - с входом инвертора 2, вторым входом логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 и вторым выводом резистора 5. Выход инвертора 2 подключен к первому выводу дросселя 6 и второму входу логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4. Второй вывод дросселя соединен с первым выводом резистора 5, а третий вывод - с первым входом логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3, выход которого подключен к первому входу логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4. Выход логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 соединен с входом интегрирующей RC-цепи 7.

Генератор импульсов работает следующим образом.

При включении питания инвертор 1 устанавливается в состояние логической "1" разряженным конденсатором интегрирующей RC-цепи 7. На выходе инвертора 2 устанавливается уровень логического "0". На входы элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 поступает уровень логической "1", а на его выходе устанавливается уровень "0". Так как на оба входа элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 подается уровень логического "0", то на его выходе устанавливается уровень логического "0", подтверждающий исходное состояние конденсатора интегрирующей RC-цепи 7. Через обмотку дросселя 6 начинает протекать ток, перемагничивающий сердечник дросселя 6 по цепи: "выход инвертора 1, резистор 5, обмотка дросселя 6, выход инвертора 2".

После перемагничивания сердечника дросселя 6 падение напряжения на нем уменьшается, и на первом входе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 устанавливается уровень логического "0", а на его выходе - уровень логической "1". На выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 устанавливается уровень логической "1" и конденсатор интегрирующей RC-цепи 7 заряжается до порога срабатывания инвертора 1. Инвертор 1 переключается в состояние логического "0", а инвертор 2 - в состояние логической "1". Одновременно дроссель 6 начинает перемагничиваться током резистора 5 по цепи: "выход инвертора 2, обмотка дросселя 6, резистор 5, выход инвертора "1". На выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 устанавливается уровень логического "0", а на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 - уровень логической "1". Так как постоянная времени интегрирующей RC-цепи 7 выбирается много меньше постоянной времени перемагничивания сердечника дросселя 6, то конденсатор интегрирующей RC-цепи 7 зарядится до уровня логической "1" задолго до окончания процесса перемагничивания дросселя 6. По окончании процесса перемагничивания сердечника дросселя 6 падение напряжения на нем уменьшается и на первом входе и выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 устанавливается уровень логической "1". На обоих входах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 устанавливаются уровни логической "1", а на его выходе - уровень логического "0", обеспечивающий быстрый разряд конденсатора интегрирующей RC-цепи 7. Далее процесс формирования импульсов повторяется.

При построении генератора импульсов используется два инвертора, два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, один конденсатор, два резистора, один дроссель. Всего - восемь элементов.

В прототипе используется два инвертора, два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два транзистора, один дроссель, четыре резистора, один конденсатор. Всего -двенадцать элементов.

Следовательно, по количеству используемых элементов схема предлагаемого генератора упрощена в 1,5 раза.

Изготовлен лабораторный макет генератора. Испытания макета подтвердили работоспособность заявленного устройства и его практическую ценность.

Изобретение относится к импульсной технике. Технический результат заключается в упрощении схемы. Генератор импульсов (ГИ) содержит первый инвертор (И) (1), выполненный в виде триггера Шмитта с инверсией сигнала, второй И (2), первый и второй элементы (Э) (3, 4) ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, резистор (Р) (5), дроссель (Д) (6), выполненный на сердечнике с прямоугольной петлей гистерезиса, и интегрирующую RC-цепь (7). Вход И (1) соединен с выходом RC-цепи (7), а выход - с входом И (2). Выход Э (3) соединен с первым входом Э (4), второй вход которого соединен с выходом И (2), а выход - с входом RC-цепи (7). Второй вывод Д (6) соединен с первым выводом Р (5). Выход И (2) соединен с первым выводом Д (6), вновь введенный третий вывод которого подключен к первому входу Э (3), второй вход которого соединен с выходом И (1) и вторым выводом Р (5). 1 ил.

Генератор импульсов, содержащий первый инвертор, выполненный в виде триггера Шмитта с инверсией входного сигнала, вход которого соединен с выходом интегрирующей RC-цепи, а выход - с входом второго инвертора, первый логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго инвертора, а выход - с входом интегрирующей RC-цепи, и дроссель, выполненный на сердечнике с прямоугольной петлей гистерезиса, второй вывод которого соединен с первым выводом резистора, отличающийся тем, что выход второго инвертора соединен с первым выводом дросселя, вновь введенный третий вывод которого подключен к первому входу первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого инвертора и вторым выводом резистора.