Формирователь пилообразного напряжения Советский патент 1984 года по МПК H03K4/08 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в автоматике и измерительной технике .

Известен формирователь пилообраз|Ного напряжения, содержащий генератор импульсов, триггер, первый вход которого подключен к входу первого суммирующего счетчика, выход - к входу интегрирующего звена, выход которого в свою очередь подключен к выходу элемента разряда, а вход к первому выходу первого суммирующего счетчика Г 1 J.

Недостатком устройства является низкая надежность работы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является формирователь пилообразного напряжения, содержащий генератор импульсов, первый и второй суммирующие счетчики импульсов, блок сравнения, первая и вторая группы входов которого подключены соответственно к выходам разрядов первого и второго счетчиков импульсов, триггер, выход которого подключен к входу интегрирующего звена, выход которого в свою очередь подключен к выходу разрядного ключа,вход которого подключен к выходу первого суммирующего счетчика импульсов, причем выход генератора импульсов подключен к входу второго суммирующего счетчика импульсов, выход которого соединен с входом первого суммирующего счетчика импульсов и первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом элемента сравнения Г2 ,

Недостатком известного устройства является то, что момент начала формирования выходного пилообразного напряжения задержан относительно момента поступления первого импульса с выхода генератора импульсов на время, за которое переполняется второй счетчик импульсов. Кроме того, в известном устройстве между моментами сброса и пусКа выходного пилообразного напряжения существутот неоправдано завышенные паузы, их длительность определяется периодом и числом импульсов, которые приводят к переполнению второго счетчика импульсов . При переполнении второго счетчика импульсов происходит изменение состояния Триггера, а если

импульс с выхода второго счетчика приводит к переполнению первого счетчика и возникновению сигнала на выходе элемента сравнения, а следовательно, и на втором входе триггера, то имеет место неустойчивая работа триггера, НТО снижает надежность формирователя пилообразного напряжения.

Цель изобретения - повьшение надежности при одновременном увеличении быстродействия, заключающемся в устранении начальной задержки момента формирования выходного пилообразного напряжения и сокращении пауз между моментами сброса и пуска прямого хода выходного пилообразного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в формирователь пилообразного напряжения, содержащий генератор импульсов, первый и второй суммирующие счетчики импульсов, блок сравнения, первая и вторая группы входов которого подключены соответственно к выходам разрядов первого и второго счетчиков импульсов, триггер, выход которого через интегрирующий элемент подключен к выходу разрядного ключа, вход которого подключен к выходу первого счетчика импульсов, введены элемент И, первый и второй элементы ИЛИ, первый и второй коммутаторы и элемент задержки, причем информационньй вход первого коммутатора соединен с выходом генератора импульсов, а управляющий вход с управляющим входом второго коммутатора и с выходом элемента И, входы которого соединены с выходами разрядов первого счетчика импульсов, первый выход первого коммутатора соединен со счетным входом второго счетчика импульсов и через элемент задержки - с информационным входом блока сравнения, а его второй выход соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены с выходом, второго счетчика импульсов, при этом выход блока сравнения соединен с информационным входом второго коммутатора, первый выход которого соединен с нулевым входом триггера, единичный вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а второй выход второго коммутатора соединен с третьим входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика импульсов.

Первый же импульс с выхода генератора импульсов приводит к установке триггера в положение, соответствующее заряду конденсатора, что исключает задержку начала формирования выходного пилообразного напряжения. Кроме того, сокращаются паузы между моментами сброса и пуска пилообразно го напряжения. После сброса обоих счетчиков в нулевое состояние импульсом, вызывающим переполнение второго счетчика импульсов, единичное состояние триггера изменяется на нулевое только при поступлении очередного импульса с выхода генератора импульсов, что приводит к разделению во времени импульсов, поступающих на единичный и нулевой входы триггера, а значит, уменьшает вероятность его сбоя, т.е. повьшает надежность.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы, иллюстрирующие работу предлагаемого устройства, на которых введены обозначения:

2а - последовательность импульсов На выходе генератора импульсовj

26 - изменение содержимого первого счетчика импульсов;

2в - изменение содержимого второго счетчика импульсов;

2г - последовательность импульсов на выходе триггера.

Диаграммы на фиг. 26, 2в, 2г приведены для двухразрядных счетчиков 2 и 3.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, первый и второй суммирующие очетчики 2 и 3 импульсов соответственно, блок 4 сравнения, триггер 5, интегрирующий элемент 6, разрядны ключ 7, элемент И 8, первый и второй элементы ИЛИ 9 и 10 соответственно, первый и второй коммутаторы 11 и 12 соответственно, элемент 13 задержки. Выход генератора 1 импульсов соединен с информационным входом коммутатора 11, первый выход которого соединен со счетньм входом второго суммирующего счетчика 3 импульсов, выходы разрядов которого соединены с второй группой входов блока 4, первая группа входов которого соединена с выходами разрядов первого суммирующего счетчика 2, второй выход коммутатора

fl соединен с первыми входами второго элемента ИЛИ 10 и первого элемента ШШ 9, второй вход которого соединен с выходом второго суммирующего счетчика 3 и объединен с вторым входом второго элемента ИЛИ 10. Выход первого элемента ШШ 9 соединен с единичным входом триггера 5, нулевой вход которого соединен с первым выходом коммутатора 12, второй выход которого соединен с третьим входом второго элемента ИЛИ 10, выход которого соединен со счетным входом первого-счетчика 2, выходом подключенного к управляющему входу разрядного ключа 7, вход которого подключен к выходу интегрирующего элемента 6, соединенного входом с выходом триггера 5. Управляющие входы коммутаторов 11 и 12 соединены с выходом элемента И 8, входы которого соединены с выходами разрядов первого суммирующего счетчика 2. Выход первого коммутатора 11 через элемент 13 соединен с информационным входом блока 4, выход которого соединен с входом коммутатора 12. При наличии на всех входах элемента И 8 уровней логического нуля сигнал с входа коммутатора 11 поступает на tero.второй выход, а сигнал с выхода блока 4 сравнения проходит на второй выход коммутатора 12 . При наличии V уровня логической .единицы на выходе хотя бы одного разряда счетчика 2 сигнал

входа коммутатора 11 поступает на его первый выход, а сигнал с входа коммутатора 12 поступает также на его первый выход.

Устройство работает следующим образом.

Б исходном состоянии счетчики 2 и 3 установлены в нулевое состояние, триггер 5 - в состоягние логического нуля, при котором исключается заряд конденсатора интегрирующего элемента 6. Первый по, счету импульс поступающий с выхода генератора 1 на вход коммутатора 11, проходит на его второй выход и через элемент ИЛИ 9 на единичный вход триггера 5, устанавливая его в состояние логической единицы, при котором происходит процесс заряда конденсатора ийтегрирующего элемента 6,

Этот же импульс через элемент ИЛИ 10 поступает на счетный вход счетчика 2, устанавливая уровень логической единицы на выходе его младшего разряда.

Второй по счету импульс с выхода генератора 1 через коммутатор 11 поступает на счетный вход счетчика 3, изменяя его содержимое на единицу мпадшего разряда. При этом на обеих группах входов блока 4 сравнения присутствуют одинаковая кодовая комбинация О,...,01 и указанный второй импульс, задержанный элементом 13 задержки на время, определяемое временем установления переходных процессов в счетчике 3 « блоке 4 сравнения, с выхода блока сравнения через коммутатор 12 поступает на нулевой вход триггера 5, устанавливая его в состояние логического йуля При этом прекращается заряд конденсатора интегрирующего элемента 6. На выходе триггера 5 формируется импульс, длительность которого равна одному периоду следования импульсов с выхода генератора 1.

Очередной, третий по счету, импульс с выхода генератора 1 проходит через коммутатор 11 только на его .первый выход - на счетный вход счетчика 3.

При переполнении счетчика 3 импульс с его выхода через элемент ИЛИ 9 поступает на единичный вход триггера 5, а через элемент ШШ 10 на счетный вход счетчика 2, увеличивая его содержимое на единицу младшего разряда. На выходах разрядов счетчика 2 будет установлена кодовая комбинация 00...,010.

Состояние триггера 5 изменяется только после прихода на счетный вход счетчика 3 еще двух импульсов с выхода генератора 1, так как при этом появляется импульс на выходе блока 4 сравнения и на первом выходе коммутатора 12.

Таким образом, на выходе триггера 5 формируются импульсы, длительность которых последовательно увеличивается на величину, равную периоду следования импульсов с выхода генератоpa 1 импульсов (фиг.2г). Эти импульсы поступают на вход интегрирующего звена и усредняются, в результате чего напряжение на выходе интегрирующего звена изменяется по линейному закону.

Каждый импульс переполнения с выхода счетчика 3 увеличивает содержим мое счетчика 2 на единицу младшего разряда, вплоть до переполнения счетчика 2. При переполнении счетчика 2 импульсы переполнейия поступают на вход ключа 7j разряжая конденсатор интегрирующего элемента 6.

При переполнении счетчиков 2- и 3 входной импульс, вызвавший переполнение счетчика 3 после установления переходных процессов в счетчиках 2 и 3, блока 4 сравнения и элементе И 8, определяемое временем задержки элемента 13 с выхода блока 4 сравнения, поступает на второй выход коммутатора 12 и через элемент ИЛИ 10 на счетный счетчика 2, увеличива его содержимое на единицу младшего разряда, т.е. устанавливая на выходах разрядов кодовую комбинацию 000,...,01.

При этом на выходе триггера 5 снова начинает формироваться последовательность импульсов, длительность которых возрастает на величину периода повторения импульсов с выхода генератора 1, т.е. начинается новый цикл формирования прямого хода выходного пилообразного напряжения.

Таким образом, в данном устройстве исключена начальная задержка формирования прямого хода выходного пилообразного напряжения за счет того, что первый же импульс с выхода генератора импульсов переводит триггер в состояние, соответствующее заряду конденсатора интегрирующего элемента; повьшена надежность за счет разделения во времени импульсов, поступающих на единичный и нулевой входы триггера благодаря чему исключены сбои при переключении.

Риг.1

И И I I i I I И I I И I И 1 I I -I I i i I I М И I I i

J

J

f

:ЛЛЛЛЛЛЛЛ