СИММЕТРИЧНЫЙ МУЛЬТИВИБРАТОР Российский патент 2006 года по МПК H03K3/234 

Изобретение относится к области импульсной техники, а именно к генераторам прямоугольных импульсов, и может быть использовано в различных системах управления и контроля.

Известны симметричные мультивибраторы на основе однотактного таймера КР1006ВИ1, в которых симметрия выходных импульсов достигается выбором соотношений времязадающих элементов [Коломбет Е.А. Микроэлектронные средства обработки аналоговых сигналов. - М: Радио и связь, 1991, стр.202, рис.7.16, а, стр.203, табл.7.1, сх.б], и известно применение компенсации отклонения значений времязадающих элементов регулировкой напряжения вывода опорного напряжения таймера внешним резисторным делителем напряжения [Коломбет Е.А. Микроэлектронные средства обработки аналоговых сигналов. - М: Радио и связь, 1991, стр.195, рис.7.10].

Недостатками таких мультивибраторов являются низкие надежность и КПД, сложность, а в первом случае [Коломбет Е.А. Микроэлектронные средства обработки аналоговых сигналов. - М.: Радио и связь, 1991, стр.202, рис.7.16, а] и невозможность получения высокой точности симметричных импульсов (меандра) и не всегда приемлемые требования к навесным элементам.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является симметричный мультивибратор, построенный на однотактном таймере КР1006ВИ1 [Коломбет Е.А. Микроэлектронные средства обработки аналоговых сигналов. - М.: Радио и связь, 1991, стр.209, табл.7.2, сх.б]. Симметричный мультивибратор построен путем перекомпоновки элементов базовой структуры мультивибратора на этом таймере, причем для повышения точности формирования меандра времязадающая цепь здесь управляется выходным напряжением таймера, а не по выводу семь, кроме того, между выходом таймера и цепью питания включен нагрузочный резистор Rн, позволяющий увеличить амплитуду выходного напряжения.

Недостатками его являются: сложность, низкие КПД и надежность, зависимость симметрии (ширины) импульсов от величины нагрузки, существенное влияние на точность частоты генерируемых импульсов от входного сопротивления приемника сигнала.

Задача изобретения заключается в упрощении, повышении КПД, надежности и точности мультивибратора, за счет того, что заряд и разряд конденсатора времязадающей цепочки осуществляется через общий резистор, причем в процессе разряда цепь заряда отключается с помощью диода Шоттки. В результате навесные элементы не потребляют дополнительный ток от источника питания во время разряда, а дополнительное выравнивание (уравновешивание) длительности разряда и заряда осуществляется регулировкой порогового напряжения компараторов таймера.

Поставленная задача достигается тем, что в симметричном мультивибраторе, выполненном на однотактном интегральном таймере, например КР1006ВИ1, с подключенными к выводу опорного напряжения подстроечным резистором и шунтирующим конденсатором, содержащем времязадающую RC-цепочку, общая точка которой подключена к триггерному и пороговому входам таймера, вторым выводом конденсатор времязадающей RC-цепочки подсоединен к общему выводу таймера, в отличие от прототипа второй вывод резистора времязадающей цепочки подключен к низкоомному выходу через диод Шоттки и непосредственно к высокоомному выходу таймера.

На чертеже приведена схема предложенного симметричного мультивибратора.

Симметричный мультивибратор содержит интегральный таймер 1 КР1006ВИ, диод Шоттки 2 подключенный между третьим (низкоомным) и седьмым (высокоомным) выходами таймера 1, времязадающую RC цепочку, состоящую из резистора 3 и конденсатора 4 и включенную между седьмым выходом таймера и первым выводом (общим) таймера 1. Шестой (пороговый) и второй (триггерный) выводы таймера 1 подключены к точке соединения резистора 3 и конденсатора 4. Подстроечный резистор 5, позволяющий точно выставить симметрию выходного сигнала, подключен к пятому выводу таймера 1. Для избежания влияния внешних помех и пульсаций напряжения питания на точность работы таймера пятый вывод таймера 1 шунтируется конденсатором 6. Источник питания таймера с напряжением Uп подключен к восьмому выводу относительно первого вывода таймера 1. Четвертый вывод таймера 1 соединен с восьмым выводом таймера 1.

Предлагаемое устройство в установившемся режиме работает следующим образом.

При появлении высокого сигнала на третьем выходе таймера 1 происходит заряд конденсатора 4 от Uп/3 до величины 2Uп/3 через диод Шоттки 2 и резистор 3, потенциал третьего и седьмого выводов таймера 1 уменьшается до нуля и конденсатор 4 начинает разряжаться через седьмой вывод таймера 1 от 2Uп/3 до Uп/3. В период разряда диод 2 отсекает третий выход таймера 1 от времязадающей цепи, тем самым устраняя его влияние на процесс разряда. Так как сопротивление диода в цепи заряда компенсируется при разряде сопротивлением седьмого выхода таймера 1, представляющим собой открытый коллектор транзистора, общее сопротивление зарядной и разрядной цепочки, а значит, и время разряда и заряда практически равны. Более точное выравнивание длительности разряда и заряда осуществляется регулировкой порогового напряжения компараторов таймера.

Описанная совокупность введенных элементов в известной литературе для решения поставленной задачи не встречается и имеет ряд преимуществ перед прототипом:

1) упрощение схемы мультивибратора, снижение энергопотребления, повышение КПД и надежности работы устройства;

2) устраняется влияние нагрузки на симметрию выходного сигнала;

3) возможность максимального приближения к предельной точности симметрии выходного сигнала в широком диапазоне частот.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных системах управления и контроля. Достигаемый технический результат - повышение коэффициента полезного действия (КПД), надежности и точности. Симметричный мультивибратор выполнен на однотактном интегральном таймере с подключенными к выводу опорного напряжения подстроечным резистором и шунтирующим конденсатором и содержит времязадающую RC-цепочку, общая точка которой подключена к триггерному и пороговому входам таймера, вторым выводом конденсатор времязадающей RC-цепочки подсоединен к общему выводу таймера, а второй вывод резистора времязадающей RC-цепочки подключен к низкоомному выходу через диод Шоттки и непосредственно к высокоомному выходу таймера. 1 ил.

Симметричный мультивибратор, выполненный на однотактном интегральном таймере, например КР1006ВИ1, с подключенными к выводу опорного напряжения подстроечным резистором и шунтирующим конденсатором, содержащий времязадающую RC-цепочку, общая точка которой подключена к триггерному и пороговому входам таймера, вторым выводом конденсатор времязадающей RC-цепочки подсоединен к общему выводу таймера, отличающийся тем, что второй вывод резистора времязадающей RC-цепочки подключен к низкоомному выходу через диод Шоттки и непосредственно к высокоомному выходу таймера.