Ждущий генератор импульсов Советский патент 1983 года по МПК H03K4/00 

Изобретение относится к импульсн технике, а именно к генераторам импульсов, и может быть использовано в различных устройствах автоматики и радиоэлектроники. Известно устройство для формировакия трапецеидального напряжения, содержащее усилитель напряжения, ко денсатор, аналоговые ключи, резистор, повторитель напряжения, инвертор, компараторы напряжения, логиче кие элементы НЕ и 2И-ИЛИ. Устройств позволяет формировать напряжение трапецеидальной формы с высокой ста бильностью его амплитуды Однако данное устройство не може работать в ждущем режиме, не позволяет осуществлять независимую регулировку длительностей фронта, верши ны и спада выходного сигнала, так как длительность сформированного сигнала- определяется временем дейст вия на его входе управляющего напря жения. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является генератор импульсов, содержащий блок коммутирующих ключей, выход которого подключен к- первому входу первого интегратора, второй вход пе вого интегратора через первый стробирующий ключсоединен с выходом пер вого интегратора, входом первого.по рогового устройства, выходом устрой ства и входом второго порогового устройства, выход которого подключен к нулевому входу триггера, соединенного своим единичным входом с входом устройства, а единичным вы ходом - с первым управляющим входом блока коммутирующих ключей, к входу которого подключен первый и второй источники эталонного напряжения, при этом нулевой выход триггера CBH зав через первый вход элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого порогбвого устройства и входом элемента НЕ, с управляющим входом коммутирующего ключа, включенного между третьим источником эта лонного напряжения и первым входом второго интегратора, второй вход которого через второй стробирующий клю связанный по управляющему- входу с выходом элемента НЕ и управляющим входом первого стробирутощего ключа, подключен к выходу второго интегратора и через третье пороговое устройство - к второму управляющему вхо .ду блока коммутиоующих ключей 2 . Однако известный генератор не позволяет получать трапецеидальные импульсы с неограниченной длительностью плоской вершины, так как при увеличении длительности плоскрй вершины выходное напряжение генератора стремится к нулю из-за разряда интегрирующей емкости через паразитные проводимости элементов схемы. При этом с увеличением длительности вершины ухудшается ее стабильность и точность установки, что обусловлено невысокой стабильностью и точностью работы аналогового интегратора,определяющего длительность плоской вершины трапецеидального импульса Кроме того, известное устройство имеет невысокую помехозащищенность, так .как входные импульсы, поступающие во время формирования трапецеидального импульса, вызывают кратковременные сбои в работе устройства. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет получения трапецеидальных импульсов с заданной длительностью плоской вершины. Поставленная цель достигается тем, что в ждущий генератор импульсов , содержащий блок коммутирующих ключей, к входам которого подключены первый и второй источники эталонного напряжения-, а выход связан с первым входом интегратора, второй вход интегратора через стробирующий ключ соединен с выходом интегратора, входом первого порогового устройства, выходом генератора и входом второго порогового устройства,, выход которого подключен к нулевому -входу первого триггера, соединённого своим нулевым выходом с первым входом пер- , вого элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого порогового устройства и входу первого элемента НЕ, связанного по выходу с управляющим входом стробирующего ключа, дополнительно введены второй элемент И, первый вход которого соединен с первым входом устройства, второй вход - с. управляющим входом стробирующего ключа и выходом первого элемента НЕ, управляемый генератор тактовой частоты, выход которого соединен с третьим входом первого элемента И, первый, вход - с первым входом первого элемента И и нулевым выходом первого триггера, а-второй вход - с вторым входом устройства; второй триггер, единичный вход кото-. рого соединен с единичным входом первого триггера и выходом второго элемента И; третий элемент И, первый вход которого соединен с нулевым выходом второго триггера, второй вход с выходом первого порогового устройства, вторым входом первого лемента И и входом первого элемента НЕ, а выход - с первым управляющим входом блока коммутирующих ключей; мажоритарный элемент 2 из 3, первый ВХОД которого-через второй элемент НЕ соединен с выходом второго порогового устройства и нулевым входом первого триггера, второй вход - с единичным выходом первого триггера. третий вход - с единичным выходом второго триггера и четвертым входом первого элемента И, а выход - с вто рым управляющим входом блока коммутирующи} ключей; а также счетчик им , первый вход которого соеди нен с выходом первого элемента И, второй вход - с нулевым входом второго триггера и выходом схемы совпадения кодов, первые входы которой подключены к разрядным.выходам счет чика, а вторые - к разрядным выхода блока памяти. На чертеже представле на структур ная .блок-схема устройства. Устройство содержит блок 1 комму тирующих ключей, первый 2 и второй 3 источники эталонных напряжений, интегратор 4, стробирующий ключ 5, первое 6 и второе 7 пороговое устройства, первый триггер 8, первый 9 и второй 10 элементы И, первый элемент НЕ 11, управляемый генерато 12 тактовой частоты, второй триггер 13, третий элемент И 14, мажоритарный элемент 2 из 3 15, второй элемент НЕ 16,счетчик 17 импульсов, схему 18 совпадения кодов и блок 19 памяти, . Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии на единичны выходах триггеров 8 и 13 присутствует низкий Уровень, а на нулевых высокий, на выходах мажоритарного элемента 15 -и элемента И 14 присутствует низкий уровень, коммутирующи -ключи блока 1 эалерты, выходное напряжение интегратора 4 равно нулю сигналы на выходах пороговых устройств 6 и 7 отсутствуют, стробирую щий ключ 5 открыт,, генератор 12 находится в заторможенном состоянии, на выходе схемы 18 совпадения кодов сигнал отсутствует, содержимое счет чика 17 равно нулю, на второй вход элемента И10 поступает высокий выходной уровень элемента НЕ, разрешающий прохождение запускающихимпульсов. В момент поступления запускающег импульса на первый вход устройства триггеры 8 и 13 устанавливаются в единичное состояние и на их единичных выходах появляется высокий уровень. На выходе мажоритарного элемента 15 устанавливается высокий уровень, отпирающий второй коммутирующий ключ блока 1,- и на первый вход интегратора 4 подается эталонное напряжение с выхода источника 2 Начинается стадия формирования фрон та выходного импульса. В момент появления напряжения на выходе интегратора 4 срабатывает пороговое устройство 6, на его выходе устанав ливается высокий уровень, поступающ (.на вход первого элемента НЕ 11 и вторые входы элементов И 9 и 14, На выходе первого элемента НЕ 11 устанавливается низкий уровень, что приводит к запиранию ключа 5 и запрещению прохождения импульсов через элемент И 10. Выходное напряжение интегратора начинает расти по линейному закону до уровня, при котором срабатывает пороговое устройство 7 и на его выходе устанавливается высокий уровень. Это приводит к тому, что на выходе второго элемента НЕ 16 и единичном выходе триггера 8 устанавливается низкий уровень, а на нулевом выходе триггера 8 - высокий. На выходе мажоритарного элемента 15 устанавливается низкий уровень., запирающий второй коммутиру ющий ключ блока 1. Выходное напряжение интегратора -4 фиксируется и запоминается. В этот момент заканчивается формирование фронта выходного импульса и начинается формирование .вершины. Одновременно с запиранием второго коммутирующего ключа блока 1 высокий, уровень с нулевого выхода триггера 8 запускает генератор 12 тактовой частоты и разрешает прохождение тактовых импульсов иерез первый элемент И 9 на вход счетчика 17. Запись импульсов в счетчик 17 продолжается до момента совпадения кодов счетчика 17 и блока 19-памяти.. В этот момент на выходе схемы 18 совпадения кодов вырабатывается сигнал, сбрасывающий счетчик 17 и триггер 13 в нулевое состояние. На единичном выходе триггера 13 устанавливается низкий уровень, запирающий элемент И 9 и поступающий на третий вход мажоритарного элемента 15, а на нулевом выходе триггера 13 устанавливается высокий уровень, поступающий через открытый элемент И 14 на первый управляющий вход блока 1. На этом заканчивается формирование вершины И начинается формирование спада выходного импульса. Эталонное напряжение второго источника .3 через открытый первый коммутирующий ключ б|ЛОка 1 подается на первый вход интегратора 4. Так как это напряжение-имеет по,ляр(}ость, противоположную полярности эталонног.о напряжения источника 2, то выходное напряжение интегратора 4 начинает уменьшаться по линейному закону. В момент времени, когда оно стает равным нулю, пороговое устройство 6 возвращается в исходное состояние и на его выходе появляется низкий уровень, что приводит к отпиранию стробирующего ключа 5, запиранию первого коммутирующего ключа блока и отпиранию второго элемента И 10. Формирование выходного импульса заканчивается -и все узлы схемы возвра щаются в исходное состояние.При большой длительности ве{шины выходного импульса из-за наличия паразитных .проводимостей выходное напряжение интегратора уменьшается. Уменьшение выходного напряжения интегратора 4 продолжается до уровня, при котором пороговое устройство 7, обладающее гисте резисом, возвращает ся в исходное состояние. Это ПРИВОДИТ к появлению на первом входемажоритарного элемента 15 высокого уровня. Так как на третьем входе мажоритарного элемента 15 присутствует высокий уровень с е диничного выхода триггера 13, то на его выход устанавливается высокий уровень, от пирающий второй коммутирующий ключ блока 1. Этгшонное напряжение источ ника 2 поступает на первый вход интегратора 4 и приводит к увеличению его выходного напряжения до первог начсшьного уровня, при котором срабатывает noi oroBoe устройство 7. -На его выходе устанавливается высокий уровень, что приводит к запиранию второго коммутирующего ключа блока 1. Таким образом, амплитуда трапецеидального импульса, поддерживается на заданном уровне для импульсов любой длите:г1ьности. Если во время формирования вершины трапецеидального импульса на второй вход устройства подается сигнал запрета, то генератор 12 прекращает вырабатывать тактовые им пульсы и счет импульсов в счетчике 17 прекращается В этом состоянии устройство может находиться сколь угодно долго до поступления на его второй вход сигнала разрешения,что позволяет формировать трапецеидальные импульсы с неограниченной длительностью плоской вершины, причем их амплитуда будет поддерживаться постоянной с .заданной точностью, определяемой порогами срабатывания порогового устройства 7. Кроме того, устройство имеет высокую помехоза1цищенность, так как во время формирования выходного сиг нала прохождение запускающих импульсов блокируется ЭлeJ4eнтoм И 10. Предлагаемый генератор импульсов позволяет получить в ждущем режиме трапецеидальные импульсы с неограниченной длительностью плоской вершины и стабильной амплитудой при высокой помехозащищенности. При этом обеспечена независимая регулировка длительностей фронта, вершины и спада выходных импульсов. Данное .устройство способно генерировать импульсы, форма которых практически соответствует треугольной, пилообразной или прямоугольной. При использовании в качестве источяиков эталонных напряжений преобразователей код - аналог управление работой.устройства и параметрами импульсов мбжбтбыть осуществлено с помощью ЦВМ, что позволяет автомат тизировать процесс формирования трапецеидгшьных импульсов с заданными параметрами..

ЖДУЩИЙ. ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОа, содержащий блок коммутирующих клю- , чей, к входам которого подключены первый и .второй источники эталонного напряжения, а выход -связан с первым входом интегратора, второй вход интегратора через стробир ующий ключ соединен с выходом интегратора, эходом первого порогового устройства, выходом генератора и входом второго порогового устройства, выход кото- рого подключен к нулевому входу первого триггера, соединенного своим нулевьомвыходом с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого, порогового устройства и входу первого элемента НЕ, связанного по выходу с управляющим входом стробирующего ключа/ отл-ичающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет получения трапецеидальных импульсов с заданной длительностью плоской вер11шны, в устройство дополнительно введены второй элемент И, первый вход которого соединен с первым входом устрой ства, второй вход - с управляющим входом стробирующего ключа и выходом первого элемента .НЕ, управляемый генератор тактовой частоты, выход которого с.оединен с третьим входом первого элемента И, первый вход с первы1 входом первого элемента И и нулевым выходом первого .триггера, а второй вход - с вторым входом устройства; второй триггер, единичный вход которого соединен с единичным входом первого триггера и выходом второго элемента И; третий элемент И, первый вход которого соединен .с нулевым выходом.второго триггера, второй вход - с выходом первого поо S рогового устройства, вторым входом первого элемента И и .входом первого (Л элемента НЕ, а .выход - с первым управляющим входом блока коммутирующего ключей; мажоритарный элемент 2 из 3, первый вход которого через второй элемент НЕ соединен с выходом второго порогового устройства и нулевым входом первого триггера, второй вход - с единичным В1ыходом-первого триггера, третий вход - с единичным, ю выходом второго триггера и четвертым .входом первого элемента И, а выход с вторым управляющим входом блока коммутирующих ключей; а также с;чет- , ffi чик импульсов, первый вход которогосоединен с выходом первого элемента И, второй вход - с нулевым Bxo,i:tOM второго триггера и выходом схемы совпадения кодов, первые вхЬды крторой подключены к разрядным выходам счетчика, а вторые - к разрядным выходам блока памяти. - .