МУЛЬТИВИБРАТОР Советский патент 1995 года по МПК H03K3/281 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах цифровой обработки сигналов.

Известен мультивибратор, содержащий два транзистора с коллекторно-базовыми емкостными связями, резисторы, конденсаторы, которые являются времязадающими элементами, образующими одновибратор и диодно-емкостной накопитель, соединенный с этим одновибратором. При этом диодно-емкостной накопитель состоит из накопительного конденсатора, зашунтированного разрядным резистором, и двух последовательно соединенных диодов. Мультивибратор обеспечивает переход из ждущего в автоколебательный режим работы после поступления на его вход заданного количества импульсов.

Недостатком описанного устройства является низкая помехоустойчивость, обусловленная тем, что мультивибратор может перейти в автоколебательный режим работы от воздействия на вход сигнала помехи с определенными параметрами.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является мультивибратор, содержащий два входных транзисторных ключа, подсоединенных к суммирующему и вычитающему входам, одновибратор на двух транзисторных ключах с коллекторно-базовыми емкостными связями, времязадающими конденсаторами и делителями напряжения на резисторе и диоде, емкостный накопитель, состоящий из накопительного конденсатора, зашунтированного разрядным резистором, и транзисторных каскадов с дозирующими конденсаторами.

Импульсы, поступающие на транзисторные ключи по вычитающему и суммирующему входам, приводят соответственно к уменьшению напряжения на конденсаторе накопителя, либо к увеличению напряжения на конденсаторе накопителя. При достижении на накопительном конденсаторе заданного напряжения, импульс, поступающий на транзисторный ключ по суммирующему входу, передается на вход одновибратора, что обеспечивает переход мультивибратора из ждущего режима в автоколебательный.

Однако при работе мультивибратора в условиях воздействия периодических и импульсных помех или наводок на входе одновибратора мультивибратор переходит из ждущего режима в автоколебательный. Это происходит потому, что при воздействии помех напряжение на накопительном конденсаторе увеличивается, и при достижении порога мультивибратор переход в автоколебательный режим.

Таким образом, недостатком известного устройства является малая помехоустойчивость.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости мультивибратора.

Поставленная цель достигается тем, что в мультивибратор, содержащий первый одновибратор, два транзисторных ключа, подсоединенных к суммирующему и вычитающему входам, и емкостный накопитель, выход которого подключен к первому одновибратору, введены второй и третий одновибраторы, логический элемент И, первый, второй, третий логические элементы ИЛИ, причем к выходу первого одновибратора подключены входы второго одновибратора и первого логического элемента ИЛИ, соединенного выходом с одним из входов логического элемента И и с управляющими входами транзисторных ключей, подключенных соответственно через второй и третий логические элементы ИЛИ к вычитающему и суммирующему входам накопителя, а вторые входы второго и третьего логических элементов ИЛИ соединены соответственно с выходом логического элемента И и с выходом второго одновибратора, подключенного ко второму входу первого логического элемента ИЛИ и к входу третьего одновибратора, выход которого соединен со вторым входом логического элемента И.

На чертеже представлена схема мультивибратора.

Мультивибратор содержит управляемый транзисторный ключ 1, подсоединенный к вычитающему входу, управляемый транзисторный ключ 2, подсоединенный к суммирующему входу, и последовательно соединенные емкостный накопитель 3 и первый одновибратор 4. С выходом первого одновибратора 4 соединен вход первого логического элемента ИЛИ 5, второй вход которого подключен к выходу второго одновибратора 6. Выход первого логического элемента ИЛИ 5 подключен к одному из входов логического элемента И 7 и к управляющим входам транзисторных ключей 1 и 2, соединенных соответственно через второй и третий логические элементы ИЛИ с вычитающим и суммирующим входами накопителя 3. Вторые входы логических элементов ИЛИ 8, 9 соединены соответственно с выходом логического элемента И 7 и выходом второго одновибратора 6. Кроме того, выход одновибратора 6 соединен с входом третьего одновибратора 10, который соединен со вторым входом логического элемента И 7.

Мультивибратор работает следующим образом.

В исходном состоянии импульсы, поступающие на управляемые транзисторные ключи 1 и 2, проходят соответственно через второй и третий логические элементы ИЛИ на вычитающий и суммирующий входы емкостного накопителя 3. Поступление импульсов на входы накопителя 3 приводит к уменьшению напряжения на конденсаторе накопителя, либо к увеличению напряжения на конденсаторе накопителя. При достижении на конденсаторе заданного напряжения импульс, поступающий на управляемый транзисторный ключ 2 передается на вход первого одновибратора 4. По заднему фронту входного импульса одновибратор 4 формирует выходной импульс длительностью, определяемой параметрами одновибратора 4. Данный импульс поступает на первый вход логического элемента ИЛИ 5, выходной импульс которого поступает на управляющие входы транзисторных ключей 1 и 2, запрещая прохождение импульсов на вычитающий и суммирующий входы, которые могут привести к изменению уровня напряжения на конденсаторе накопителя 3. Выходной импульс одновибратора 4 поступает также на вход одновибратора 6, который по его заднему фронту формирует импульс длительностью, определяемой собственными параметрами. Выходной импульс одновибратора 6 поступает на второй вход первого логического элемента ИЛИ 5. Следовательно, на одном из его входов всегда присутствует высокий логический уровень, поэтому выходной импульс логического элемента ИЛИ 5 блокирует транзисторные ключи 1 и 2, а также логический элемент И 7. Выходной импульс одновибратора 6 поступает также на второй вход третьего логического элемента ИЛИ и далее на суммирующий вход емкостного накопителя 3. Так как напряжение на конденсаторе накопителя превышает заданный уровень, а управляющие входы транзисторных ключей 1 и 2 блокированы выходным сигналом логического элемента ИЛИ 5, то при выборе суммарной длительности импульсов одновибраторов 4 и 6 значительно меньше постоянной времени спонтанного разряда конденсатора накопителя 3 напряжение на конденсаторе накопителя 3 к моменту прихода импульса на суммирующий вход с выхода одновибратора 6 все еще превышает заданный уровень. Следовательно, импульс с выхода одновибратора 6, поступающий на суммирующий вход накопителя 3 через логический элемент ИЛИ 9, транслируется на его выход и поступает на вход одновибратора 6 через одновибратор 4. С выхода одновибратора 6 импульс вновь поступает на суммирующий вход емкостного накопителя 3 и т.д. Таким образом, мультивибратор переходит в режим автоколебаний.

При воздействии помехи или наводки на выходах одновибраторов 4 и 6 вырабатываются импульсы. Выходной импульс одновибратора 6 поступает на суммирующий вход накопителя 3 через логический элемент ИЛИ 9. Однако поскольку напряжение на конденсаторе накопителя 3 при отсутствии полезного сигнала не достигает заданного уровня, на вход одновибратора 4 импульс с емкостного накопителя 3 не поступает. Поэтому при воздействии помехи на выходах одновибраторов 4 и 6 вырабатывается только по одному импульсу и, следовательно, мультивибратор в автоколебательный режим не переходит.

Кроме того, при воздействии помехи импульсом с выхода одновибратора 6 запускается одновибратор 10, и через логический элемент И 7 импульс с его выхода поступает на вход логического элемента ИЛИ 8, поскольку импульс с одновибратора 4 отсутствует, так как напряжение на накопительном конденсаторе меньше порогового, а при отсутствии импульса с одновибратора 4 после импульса с одновибратора 6 логический элемент ИЛИ 5 снимает блокировку логического элемента И 7, и сигнал с одновибратора 10 проходит на вход вычитания емкостного накопителя 3 через логические элементы И 7 и ИЛИ 8, снижая тем самым величину напряжения на конденсаторе накопителя 3, что защищает схему от перехода в автоколебательный режим под воздействием помехи. При воздействии периодической помехи, представляющей последовательность импульсов определенной частоты, на каждый импульс помехи формируется импульс на суммирующий вход емкостного накопителя 3 с одновибратора 6 и импульс на вычитающий вход, формируемый одновибратором 10 и логическим элементом И 7. Следовательно, величина напряжения на конденсаторе накопителя 3 не возрастает, и мультивибратор при воздействии как одиночной, так и периодической импульсной помехи, в автоколебательный режим не переходит. При автоколебательном режиме мультивибратора логический элемент И будет все время блокироваться сигналом с выхода логического элемента ИЛИ 5, и на вычитающий вход емкостного накопителя 3 импульс не поступает.

МУЛЬТИВИБРАТОР, содержащий первый одновибратор, два транзисторных ключа, подсоединенных к суммирующему и вычитающему входам, и емкостный накопитель, выход которого подключен к первому одновибратору, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены второй и третий одновибраторы, логический элемент И, первый, второй и третий логические элементы ИЛИ, причем к выходу первого одновибратора подключены входы второго одновибратора и первого логического элемента ИЛИ, соединенного выходом с одним из входов логического элемента И и с управляющими входами транзисторных ключей, подключенных соответственно через второй и третий логические элементы ИЛИ к вычитающему и суммирующему входам накопителя, а вторые входы второго и третьего логических элементов ИЛИ соединены соответственно с выходом логического элемента И и выходом второго одновибратора, подключенного к второму входу первого логического элемента ИЛИ и входу третьего одновибратора, выход которого соединен с вторым входом логического элемента И.