Ждущий генератор Советский патент 1983 года по МПК H03K3/02 

Изобретение относится к импульс ной технике и может использоваться для фо; 1ирования высокостабильных интервалов времени в аппаратуре автоматики, телемеханики, измерительной техники и т.д. Известны времязадающие устройства, основанные на мостовом принципе формирования интервалов времени, которые могут работать в нескольких режимах7 например в ждущем и автоколебательном Cl. Недостатком этих устройств явля.ется небольшой коэффициентК исполь зовация емкости С времязадающего .конденсатора, определяемый как величина формируемого интервала времени Т, приходящаяся на единицу емкости: К-, ji (.1 ),. Ближайшим по технической сущности к предлагаемому является ждущий генератор, содержащий компаратор напряжений, входы которого подключены, к выходам времязадающей RC -це пи и резистивного делителя напряжения, первый логический элемент НЕ, .вход которого подключен к выходу компаратора, логический элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого подключен к выходу элемента НЕ, второй вхол - к шине запуска, а выход i к общей шине компаратора Г23Недостатками известного устройст являются небольшой коэффициент использования емкости времязадающего конденсатора и узкие функциональные возможности. Цель изобретения - увеличение ко фициента использования емкости времязадающего конденсатора и расширен функциональных возможностей. Указанная цель достигается тем, что в ждущий генератор, содержащий компаратор напряжений, входы которо подключены к выходам времязадающей RC-цепи и резистивного делителя, пе вый логический-элемент НЕ, вход кот рого подключен к выходу компаратора логический элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого подключен к выходу пе вого элемента НЕ, второй в-ход - к шине запуска, а выход - к общей шин компаратора, введены второй элемент НЕ и элемент 2 ИЛИ, причем вход второго элемента НЕ соединен с перв входом элемента 2 ИЛИ, выходом перв го элемента НЕ и резистором времяза дающей RC-цепи, конденсатор которой соединен с выходом второго элемента НЕ и одним из резисторов резистивно делителя, второй резистор которого соединен с выходом элемента 2 ИЛИ, второй вход которого соединен с- вых дом элемента ИЛИгНЕ и общей шиной компаратора. На фиг.1 изображена электрическа схема предлагаемого устройства, На фиг.2 - эпюры напряжений. Устройство содержит компаратор 1 напряжений, например интегральный компаратор на основе дифференциального усилителя, неинвертирующий и инвертирующий входы которого подключены соответственно к выходу времязадающей RC-цепи 2, содержащей конденсатор 3 и резистор 4 и к выходу делителя 5 напряжения, содержащего например резисторы б и 7. К выходу компаратора 1 подключен вход первого логического элемента НЕ 8, к выходу которого подключен первый вход логического элемента ЙЯИ-НЕ 9. Второй вход элемента ИЛИ-НЕ 9подключен к шине 10 запуска а выход - к, общей шине компаратора- 1. Вход второго логического элемента НЕ 11 и один из входов логического элемента 2 ИЛИ 12, другой вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ-НЕ 9, подключены к выходу первого элемента НЕ 8. Выход второго элемента НЕ 11 соединен с выходом первого элемента НЕ 8 и выходом элемента 2 ИЛИ 12 через времязадающую КСцепь 2 и делитель 5 напряжения соответственно. Устройство работает следующим образом.В ждущем режиме работы на шине 10запуска установлен логический О. Предположим, что на оставшемся входе элемента 9 также установлен логический 0. Тогда на выходах элементов 9 и 12 устанавливаются логические l( 661-1112) Поскольку общая шина компаратора 1 находится под потенциалом логической 1 элемента 9, компаратор 1 отключен, и на его выходе, независимо от величин входных напряжений, устанавливается логическая 1, а на выходах элемен.nf. ; О (t Bbixe) и 1 (Ugj j ;cooTBeTCTBeHHO, Таким образом, в исходном состоянии времязадающий конденсатор 3 заряже т начального напряжения.Урд {L(g(,,xi-i неинвертирующем входе компаратора устанавливается напряжение Uj вь|)г8 инвертирующем (i 2(0 BЫX-,1 кТГрГ , ftl, R2 - сопротивление резисторов б и 7 делителя 5. При этом энергопотребление предт лагаемого устройства, как и известного определяется только энергопотреблением логических элементов 8,9,11 |И 12. I При поступлении положительного импульса (логической 1 } на шину 10 на выходе элемента 9 устанавливается логический 0(,хэ/ и компаратор 1 поступает напряжение питания, равное(ЕЧ/,,д).Так как напряжение U на инвертирующем входе компаратора 1 в начальный момент больше, чем на- пряжение UQ на неинвертирующем входе, на выходе компаратора 1 установит ся логический О. На выходах элементов 8 и 12 установятся логические (ивыУв « вых 12 )- а выходе элемента НЕ 11 - логический О Webix i-t). ТакКак на вход элемента 9 поступает логическая 1 с выхода элемента 8, то после окончания запускающего импульса на :его выходе останется логический .О. Делитель 5 напряжения окажется .включенным под напряжение и на инвертирукядем входе компаратора ,1 установится напряжение: Ч, -.(еых,Сх,,).х., :

3 СО

ЧЧ Е. -и.

со

1-1

11

,«,,,,xj

RCC

i

)-h(W

ВЫХд- ВЫХ где R- сопротивление резистора 4,С - емкость конденсатора 3.. Тогда при использовании элементо Г,11 и 12, выполненных в одной микр схеме, можно принять, что .0 ..о 8ЫХ 8 И вЫХ -Bblt1-1 вЬ(Х12 и выражение Сз ) примет вид :T. R irtT7 После переключения компаратора 1 и элементов8,9, 11 и 12в исходное состояние начинается процесс восста новления исходного состояния устрой ства. На инвертирующем входе компаратора 1 устанавливается напряжение UQ.Времязадающая КС-цепь 2 окажется включенной под напряжение Э21-() (9) которое по знаку противоположно напряжению Uj,.Q на конденсаторе 3, 1и последний начинает перезаряжаться, стремясь к напряжению „( При этом на неинвертирующем входе компаратора 1 возникает положитель(«1

Uu

-и

йЫГ..

вых

11

11 Времязадающая Rc-цепь 2 окажется включенной под напряжение: n.rKbrx8- Bb«lJ (4) которое по знаку противоположно начальному Напряжению 11,, на конденсаторе 3, и последний йачнет перезаряжаться. При этом на неинвертирующем входе компаратора 1 возникает отрицательный скачок напряжения равный и (-Uco 4 и°, J. Перезаряд конденсатора 3 закончится, когда напряжение на неинвертирукйдем входе компаратора 1 достигнет порогового значения Uf,, а на конденсаторе 3 - величины Uj.j,2(,j().npH этом на выходе компаратора 1 установится Логическая 1, на выходе элемента 8 - логический О, а на выходах элементов 9,11 и 12 - логическай 1. . . . Таким образом, конденсатор 3 перезаряжается от напряжения со,,-, ДО напряжения ,Uco2., поД воздействием напряжения Еэ-tiВеличина формируемого интервала времени определяется из выражения: ный скачок напряжения, равный -(Ueo2-,32-t)- Когда напряжение на конденЬаторе 3 станет равным. устройство во.ЗБратится в исходное состояние. При работе устройства вавтоколебательном режиме на шине 10 установлена логическая I,, а на выходе элемента 9 - логический О. Установившийся режим работы Устройства наступает после окончания формирования первого полупериода, длительность которого определяется выражением (5 , Однако, в отличие от предыдущего режима из-за присутс|Твия на входе элемента 9 логической 1 после формирования первого полупериода отключение компаратора 1 е происходит. После формирования первого полупериода компаратор 1 переключается, на его выходе устанавливается логическая 1, на выходах элементов 8 и «(и|ыЧ8 и°,„,,), 12 - логический а на выходе элемента 11 - логическая 1ЧЦ,ы). г Делитель 5 напряжения окажется включенным под напряжение 3f,V ВЫХц вЫ«12 ) (10)

и на инвертирующем входе компаратора 1 установится напряжение

(I

,)

-и

r,

ВЫХ 2Г ВЫХ12(11)

ВЫХ

11

Времязадающая Rc-цепь 2 окажется включенной под напряжение 32-1 которое по знаку, противоположно напряжен июУ на конденсаторе 3, и последний начинает перезаряжаться. При этом на неинвертирующем входе компаратора 1 возникает положительный скачок напряжения, равный и зПерезаряд конденсатора 3закончится, когда напряжение на неинвертирующем входе компаратора 1 достигнет

-fU

СО

21

21

T

Э21

(L,-L,.)(;.-..j. ;,v b«Jt;,,,,xj-™.(;,, С учетом условий (б) и.(7| выражение 13 примет вид: . (14) с момента переключения компаратора 1 делитель 5 напряжения окажется включенньи/ под напряжение и на инвертирующем входе компаратора установится напряжение Un. Времязадающая Rc-цепь 2 окажется включенной под напряжение Egj кото рое по знаку противоположно напряжениюисо22На конденсаторе 3, и .последний начинает перезаряжаться. При I + Ц

со

22

- 11

-и

со

21 (,x,.(;b, учетом условий (б) и(7 ) выражение (16 )примет вид 1Y-H-M )1 и, а период следования импульсов

порогового значения Un, а не конденсаторе 3 - величины

C022 52г1% вык)- (12) При этом на выходе компаратора 1 установится логический О, на выходах элементов 8 и 12 - логическая 1, а на выходе элемента 11 - логический О.

Таким образом, конденсатор 3 перезаряжается от напряженияО -р до напряжения . воздействием напряжения Е 52,

Величина Формируемого интервала времени определяется из выражения

, (13 : -этом на неинвертирукадем входе компа.ратора 1 возникает отрицательный скачок напряжения, равный l,-(co,-,J- (15) Перезаряд конденсатора 3 закончится, когда напряжение на неинвертирующем входе компаратора достигнет порогового значения Оп, а на конденсаторе 3 - величины ,. Таким образом, конденсатор 3 перезаряжается от напряжения Uco2j до напряжения воздействием напряжения Ез-t-j Величина формируемого ийтервала времени определяется из выражения: ,.J , Оптимальный коэффициент срабатывания 0f63 получается при т -0,46 и .54. тогда T,2RC. (19)

(/ бх.упр

Ждущий

О бхзап.

О нвер.бх

Комп. Unt Uni

А BmoKOJieSamMbHbfu режимf

ЖДУЩИЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий компаратор напряжений, входы .которого подключены к выходам времязадающей Re-цепи и резйстивного делителя, первый логический элемент НЕ, вход которого подключен к выходу компаратора, логический элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого подключен к выходу первого элемента НЕ, второй вход к шине запуска, а выход к общей шине компаратора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем увеличения коэффициента использования ёмкости времязсщающего конденсатора, в него введены второй элемент НЕ и элемент 2 , причем вход второго элемента НЕ соединен с первым входом элемента 2 ИЛИ .выходом первого элемента НЕ и резистором времязадающей Rc-цепи, конденсатор которой соединен с выходом второго элемента НЕ и одним-из рез исто ров резистивног-л делителя, второй резистор которого соединен с выходом ( элемента 2 ИЛИ, второй вход которого (П соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ -и общей шиной компаратора. 00 4 00

Vl2

Неиив.вх кон п.

1/П2

Unl

1

.;

Вык.конп.

фиг 2,