Генератор импульсов Советский патент 1984 года по МПК H03K3/03 

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в радиоэлектронных устройствах и в вычислительной технике.

Известны генераторы импульсов на логических.элементах, которые можно реализовать на микросхеме с применением навесных элементов.

Известен мультивибратор, содержащий источник питания, три последовательно соединенных и замкнутых в кольцо инвертора, конденсатор, шунf тирующий средний инвертор, выходной резистор, включенный между выходом Третьего инвертора и источником питания, причем имеется дополнительный инвертор, два дополнительных резистора, резистивный делитель, состоящий из трех последовательно соединенных резисторов и включенньй между полюсами источника питания, средний разистор резистивного делителя включен между входом и выходом дополнительного инвертора, и два дополнительных резистора, включенных между выходом дополнительного инвертора и выходами первого и второго инверторов соответственно С Недостатком мультивибратора являются малые пределы генерируемых частот, поскольку мультивибратор не имеет резисторов, задающих временные параметры импульсов, а все имеющиеся резисторы служат для стабилизации рабочей точки на входе и выходе сред него инвертора путем подачи постоянного потенциала с выхода четвертого инвертора. Хотя стабильность ч,астоты рри этом высокая, однако наличие большого количества резисторов, не позволяющих регулировать частоту, снижает не только функциональную, но и конструктивную Надежность. Наиболее близким техническим реше нием к изобретению являет.ся генерато импульсов, содержащий три последовательно соединенных и замкнутых в кольцо инвертора, четвертый инвертор выход которого соединен с выходной шиной устройства, конденсатор, включенйый между входом и выходом второго инвертора, резистор, один из выводов которого соединен с выходом первого инвертора 2 . Недостаток известного генератора импульсов - узкие пределы генерируемых частот, определяемые обратно про порционально емкости конденсатора и величине резистора, поэтому для

генерирования более низких частот необходимо увеличивать емкость, конденсатора и величину сопротивления резистора, что снижает не только

функциональную, но и конструктивную надежность, поскольку увеличиваются габариты и вес, особенно конденсатора .

Целью изобретения является расширение .пределов генерируемых частот и повьшение надежности генератора.

Поставленная цель достигается тем, что в генератор импульсов, содержащий три последовательно соединенных

и замкнутых в кольцо инвертора, четвертый инвертор, выход которого соединен с выходной шиной генератора, конденсатор, включенный между входом и выходом второго инвертора, резистор, один из вьшодов которого

соединен с выходом первого инвертора, второй вывод резистора соединен с общей шиной генератора.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема генератора импульсов.

Генератор импульсов содержит четыре инвертора 1-4, конденсатор 5, резистор 6, выходную шину 7 устройства.

Выход инвертора 1 соединен с первой обкладкой конденсатора 5, первым выводом резистора 6 и входом инвертора 2, выход которого подключен к второй обкладке конденсатора 5 и входу инвертора 3, выход которого соединен со входом инвертора 1 и входом инвертора 4, выход которого соединён с.выходной шиной 7 генератора. Второй выход резистора 6 соединен с общей шиной источника питания . Конденсатор 5 либо заряжен до напряжения логической единицы, либо разряжен. Соответственно на выходе инвертора 4 генератора действует потенциал логической единицы или нуля. При перезарядах конденсатора 5, вследствие перемены логических уровней в замкнутой цепи нечетного количества (трех) инверторов, возникает режим автоколебаний, мягкое возбуждение при котором определяется типом применяемых инверторов 1-3 и величинами емкости конденсатора 5 и сопротивления резистора 6. Пусть в качестве инверторов применены микросхемы с положительной логикой, например серии К-155. Тогда,

если инвертор 3 закрыт, то на его выходе действует высокий -потенциал, который открывает инвертор 1, при этом конденсатор 5 заряжается через открытый инвертор 1 до закрытия инвертора 2-, причем резистор 6 шунтирован выходным транзистором открытого инвертора 1 и, следовательно, не влияет на время заряда конденсатора 5.

В следующий полупериод инвертор 2 закрыт, открывается инвертор 3, закрьгеая инвертор 1, и конденсатор 5 перезаряжается, однако через резистор 6 создана цепь подзаряда конденсатора 5, так что процесс его перезаряда затянут обратно пропорционально величине сопротивления резистора 6.

Следовательно, на вьгходе инвертора 2 действует пилообразное напряжение с разными полупериодами перезаряда конденсатора 5. Длительность одного полупериода прямо пропорциональна величине емкости конденсатора 5 и величине сопротивления коллекторного резистора инвертора 2, а длительность второго полупериода прямо

пропорциональна величине емкости конденсатора 5 и обратно пропорциональна величине сопротивления резистора 6. При зтом назначение инвертора 4 - формировать импульсы для подключения к нагрузке.

Таким образом, введенный резистор 6 параллельно первому инвертору обеспечивает дополнительный подразряд конденсатора 5 во время обратного хода его перезаряда, затягивая этот процесс перезаряда и обеспзчива расширение области генерируемых частот дополнительно на величину, прямо пропорциональную величине сопротивления резистора 6.

Полезность предлагаемого технического решения заключается в расширении области генерируемых частот, а также в повышении конструктивной надежности, так как появляется возможность сократить габариты и вес навесного конденсатора, уменьшив его емкость для заданной частоты за счет уменьшения величины сопротивления резистора 7.

ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ, содержащий три последовательно соединенных и замкнутых в кольцо инвертора. четвертый инвертор, выход которого соединен с выходной шиной генератора, конденсатор, вклю енный между входом и выходом второго инвертора, резистор, один из выводов которого соединен с выходом первого инвертора, отличающийся тем, что, с целью расширения пределов генерируемых частот и повышения его надежности, второй вывод резистора соединен с общей шиной генератора. (Л 4i о 9: в Е} р