Генератор импульсов Советский патент 1984 года по МПК H03K3/23 

Фиг. Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова но вавтоматике, телемеханике и измерительной технике. Известен интегральный таймер, содержащий КС-цепь, делитель напряжения, компараторы и триггер Cl Недостатком указанного устройства является отсутствие электронного управления режимом работы. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является жду щий генератор, содержащий КС-цепь, делитель напряжения, триггер, к выходам которого подключены КС-цепь и делитель напряжения, а к первому вх ду - шина запуска, а также компаратор, неинвертирующий -вход которого соединен с первым выходом делителя напряжения, инвертируюищй - с выходом КС-цепи, а выход - с вторым вхо дом триггера С 21. Недостаток H3BectHoro устройства обусловлен невозможностью работы в автоколебательном режиме, что сужает его функциональные возможности Цель изобретения-- расширение Функциональных возможностей генера ра импульсов. Поставленная цель достигается тйм, что в генератор импульсов, со держащий RC-цепь, делитель напряжения, триггер, к выходам которого подключены RC-депь и делитель напряжения, а к первому входу - шина запуска, а также компаратор, неинвертирующий вход которого соединен с первым выходом делителя напряжени инвертирующий - с выходом RC-цепи, а выход - с вторым входом триггера введен дополнительный компаратор, неинвертирующий вход которого подключен к выходу RC-цепи, инвертирующий вход - к второму выходу делителя, а выход - к третьему входу триггера, четвертый вход которого подключен к шине управления. На фиг. 1 представлена функциональная схема генератора импульсов; на фиг.2 - временные диаграммы его работы. Генератор содержит времязадающую RC-цепь 1, включающую резистор 2 и конденсатор 3, делитель 4 напряжения, состоящий из резисторов 5-7, триггер 8, шину 9 запуска, первый и 10 и 11, а также второй компараторы шину 12 управления К выходам триггера 8 подключены RC-цепь 1, содержащая резистор 2 и конденсатор 3, и делитель 4 напряжения, содержащий резисторы 5-7. Выход КС-цепи 1 соединен с инвертирующим входом первого компаратора 10 и неинвертирующим входом второго компаратора 11, другие входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами делителя 4 напряжения, выходы компараторов 10 и 11 подключены соответственно к синхронному и установочному в нуль входам триггера 8, информационный и установочный в единицу входы которого соединены соответственно с шиной 9 запуска и шиной 12 управления. Генератор работает следующим образом. При работе генератора в ждущем режиме на шине 9 запуска и шине 12 управления в исходном состоянии уста новлепы логические О (фиг.2а, б К На прямом и инверсном выходах триггера 8 установлены логический О /и о N ,. . . 1 /TI (U8bfX .) И логическая 1 бь/х-) ответственно. Делитель 4 напряжения и времязадающая КС-цепь 1 включены под напряжениеЕЭТ (ивь(Х2 Bbix 1 ) С) На инвертирующем входе компаратора 1 и неинвертирующем входе компаратора 10 соответственно устанавливаются напряжения {фиг.2в, г). иы(-°.)Еэ, - i Bbix-,; Uh2 ,. 1 Ri -t-Kg где 1-m, +R К + K-( сопротивления резисторов 5-7 соответственно, Конденсатор 3 заряжен до напряжеия Ugjj Eg , и на выходе времязадаюей КС-цепи 1 устанавливается напряенке U 5,, фиг . 2д) . Так как напряжение с выхода вреязадающай RC-цепи 1 меньше напряений Up, поступающих с выхоов делителя 4 напряжения, на выхое компаратора 11 устанавливается огический О, а на выходе компараора 10 - логическая 1 (фиг.2ж С приходом на шину 9 запускающео импульса на прямом йыходе триг8 устанавливается логическая I Выхо), а на инверсном - логический (UBW (Фиг.2е), 3 Делитель 4 напряжения и времяза дающая RC-цепь I оказьшаются включенными под напряжение ь,,(и (1 .На первом выходе делителя 4 напряжения и на инвертирующем входе компаратора 11 устанавливается напряжениепь,,,ь,.2 5) а на втором выходе делителя 4 и. на неинвертирующем входе компаратора 10 - напряжение , - 6 На выходе времязадающей RC-цепи I возникает отри1цательный скачок н пряжения и- (-ЕЗ .Р (7) и конденсатор 3 начинает перезаряжаться от напряжения воздействием напряжения Е,- , которое по закону противоположно начальном напряжению U. Перезаряд конденсатора 3 закончится, когда напряжение на неинвер рующем входе компаратора 11 достиг нет напряжения U ,3- Напряжение на конденсаторе 3 в этот момент равен I о исс11(ии, (8) При этом на выходе компаратора 11 устанавливается логическая 1 . (фиг,2з ) и триггер 8 возвращается исходное состояние. Таким образом, конденсатор 3 пе заряжается от напряжения до напряжения воздействием напряжения Ejj Величина формируемого интервала времени определяется из выражения E 2+Uco Э2 со-(Ч где R - сопротивление резистора 2; С - емкость конденсатора 3. Исходя из того, что одноименные интегральные компоненты имеют очен близкие характеристики, можно принять, что Ueb(M UabR2 т о ..ттО flbXt ВЫХ 2 с учетом выражений (I), (4), (5) (8),(10)и (11) выражение (9) принимает вид С момента возвращения триггера в исходное состояние делитель 4 на пряжения и времязадающая RC-цепь 1 оказьшаются включенными под напряжение Ej, , которое по закону прртивоположно начальному напряжению Uca -iiHa конденсаторе З, и последний начинает перезаряжаться. На выходе времязадающей RC-цепи 1 возникает положительный скачок напряженияиГ,(и, 12 СО-11 Bblitj) (13) который подтверждает состояние компаратора 11. На выходе компаратора 10 при этом устанавливается логический 0. На инвертирующем входе компаратора 11 устанавливается напряжение и, на неинвертирующем входе компаратора 10 - напряжение U,,Компаратор 11 возвратится в исходное состояние логического О, когда напряжение на выходе времязаающей КС-цепи I достигнет напряжеия и„, а на конденсаторе 3 - веичиныUco-,a (Ueb.x2- п. ) (1) Величина интервала времени с момента переключения компаратора 11 до момента возвращения его в исходное состояние определяется из выраженияt. RCIn . (15) ЭЧ СО-Т2 С учетом выражений (I), (3),(5), (8), (10), (И) и (14) выражение (151 принимает вид t2 RCIn -Р13 , (16) 1-m Компаратор 10 возвратится в исходное состояние логической I , когда напряжение на выходе времязадающей RC-цепи 1 достигнет напряжения и , а на конденсаторе 3 - величиныco«f(Ueb,x-.)07) . Положительный перепад, поступающий на тактовый вход триггера 8 с выхода компаратора 10 подтверждает исходное состояние устройства. Величина интервала времени с момента переключения компаратора 10 до момента возвращения его в исходное состояние определяется из выраженияt RCIn . (18) b, С учетом выражений (1),(3),(5), (8),(10), (11) и (17) выражение (18) принимает вид -l + rrii На этом рабочий цикл генератора заканчивается и начинается процесс восстановления его исходного состояния. Генератор возвращается в исходное состояние, когда напряже5

Hue на конденсаторе 3 станет равным и , Время восстановления исходного состояния тем меньше, чем меньше значение коэф(1ициента деления напряжения т,.

Таким образом, во время рабочего цикла в генераторе формируются интервалы времени t, tj, tg, ( () и () (фиг.2).

Величина формируемых интервалов времени практически не зависит от изменения напряжения питания и выходных напряжений триггера, а определяется величинами элементов RC-цепи 1 и делителя 4 напряжения.

При работе генератора в автоколебательном режиме на шине 9 запуска и на шине 12 управления в исходном состоянии установлены логический О и логическая 1 соответственно. Исходное состояние генератора при этом такое же, как и в ждущем режиме.

С приходом на шину 9 запускающего импульса генератор формирует интервалы времени, величина которых определяется выражениями (2 )и(19).

Далее, в отличие от ждущего режима, в момент возвращения компаратора 10 в исходное состояние начинается -не процесс восстановления генератора, а происходит повторный его запуск. При этом положительный nepfeпад с выхода компаратора 10 поступает на счетный вход триггера 8 и, так как на D-вход триггера подана логическая 1,на прямом его выходе устанавливается логическая 1, а на инверсном - логический 0.

Делитель А напряжения и времязадающая RC-цепь 1 оказьгоаются включенными под напряжение Egj, которое по знаку противоположно начальному напряжению Uco22 конденсаторе 3, и последний начинает перезаряжаться. При этом на инвертирующем входе компаратора II устанавливается напря жение , на неинвертирующем входе компаратора 10 - напряжение U, а на выходе времязадающей RC-цепи 1 возникает отрицательный скачок напряжения

106

U22(-Uco.,.P (20)

Перезаряд конденсатора 3 закончится, когда напряжение на неинвертирующем входе компаратора 11 достигнет напряжения , а на конденсаторе 3 - величины и .

Таким образом, конденсатор 3 перезаряжается от напряжения (. напряжения 11-. под воздействием напряжения Ej22 .

Величина формируемого интервала времени определяется из выражения

. (21)

92 Cof-J С учетом выражений (1), (3), (4),

(5), (8), (10), (II) и (17) выражение (21) принимает вид

2-m д

(22)

t RC2n

1-m -,

Период следования импульсов определяется из выражения

/ 1-f-m 2- 1-П2 , .

2±- . /24

T ijtt4 RCBn

V 2 1-m, /

Далее процессы повторяются.

Таким образом, период следования импульсов практически не зависит от напряжения питания и выходных напряжений триггера 8, а определяется величинами элементов RC-цепи 1 и делителя 4 напряжения.

При подаче на шину 12 управления логического О происходит остановка генератора. При этом положительный . перепад с выхода компаратора 10 поступает на счетный вход триггера 8 и ,так как на D-вход триггера 8 подан логический О, на его прямом выходе устанавливается логический О, а на инверсном - логическая i,

Таким образом, в результате введения второго компаратора и дополнительных; связей появляется возможность электронного переключения режимов работы генератора и повышается коэффициент использования емкости времязадающего конденсатора. Кроме того, генератор может формировать одновременно импульсы шести различных временных интервалов, что расширяет его функциональные возможности.

ГЕНЕРАТОР М ШУЛЬСОВ, содержа1Дий RC-цепь, делитель напряжения, триггер, к выходам которого подключены RC-цепь и делитель напряжения, а к первому входу - шина запуска, а также компаратор, неинвертирующий вход которого соединен с первым выходом делителя напряжения, инвертирующий - с выходом RC-депи, а выходс вторым входом триггера, отличающийся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей, в него введен дополнительный компаратор, неинвертирующий вход которого подключен к Выходу RC-цепи, инвертирующий вход - к второму выходу делителя, а выход - к третьему входу триггера, четвертый вход которого подключен к шине упо S равления .

ТРЯ Д