Формирователь импульсов Советский патент 1984 года по МПК H03K3/284 

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для фор ьдарования импульсов с регулируемой длительностью. Известен одновибратор, содержащий RS -триггер, компаратор напряже ния, входы оторого соединены со средними точками делителя напряжения, включенного между цинами питания, и RS -цепи, включенной меж ду выходом триггера и общей шиной,а выход соединен с R -входом триггера Cll. Недостатками одновибратора являются относительно узкий диапазон формируемых импульсов, связанный с малым коэффициентом использовани времязадающей емкости, и малые функциональные возможности. Наиболее близким к предлагаемом является формирователь импульсов, содержащий логический элемент,компаратор напряжения и импульсный вр мязадающий мост на трех резисторах и конденсаторе, входная диагональ которого включена между выходом логического элемента, соединенным с входом управления компаратора, и одной из шин источника питания, а вьпсодная - между входами сравнения компаратора, причем выход компаратора соединен с первым входом логи ческого элеме.нта, а второй вход со динен с шиной запуска 2. Недостатками данного формировате ля также являются .относительно узкий диапазон формируемых импульсов и малые функциональные возможност Кроме того, в нем невозможно дискретное управление длительностью импульса. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей формирователя путем обеспечения формирования двух групп импульсов различ ной длительности и расширения диапазона длительностей формируемьк им импульсов, а также обеспечение дискретного управления этой длител ностью, . Поставленная цель достигается тем, что в формирователь импульсов содержащий логический элемент,компара тор напряжения и импульсный времязадающий мост на трех резисторах и конденсаторе, входная диагональ которого включена между выходом логического элемента, соединенным 82 с входом управления компаратора, и одной из шин источника питания, а выходная диагональ - между входами сравнения компаратора, введены два п -разрядных параллельных регистра, информащюнные входы которых поразрядно объединены и соединены с шинами запуска формирователя импульсов, информационные выходы .первого регистра соединены с входами логического элемента,а входы сброса регистров - соответственно с прямым и инверсным выходами компаратора. При этом компаратор напряжений вьшолнен по схеме, содержащей дифференциальный усилитель, логический элемент ИЛИ,выход которого является источником питания для дифференциального усилителя, первый вход соединен с входом управления компаратора, а второй вход - с выходом дифференциального усилителя, образующим прямой выход компаратора, инвертор, включенный между выходом дифференциального усилителя и инверсным выходом компаратора, и резистор, включенный между инвертирующим входом дифференциального усилителя и выходом элемента ИЖ. Кроме того, в формирователь введен второй логический элемент,первьй вход которого соединен с выходом первого логического элемента,а второй вход - с шиной управления формирователя импульсов, причем входная диагональ импульсного моста включена между выходами логических элементов. На чертеже приведена функциональная схема формирователя. Формирователь импульсов содержит первьй логический элемент 1, импульсный времязадающий мост 2, выполненньп1 на конденсаторе 3 и. резисторах 4-6, компаратор 7 напряжения, вход 8 управления которого соединен с выходом логического элемента, а входы сравнения 9 - с выходной диагональю моста 2, прямой 10 и инверсный 11 выходы компаратора соединены с входами сброса параллельных регистров 12 и 13, входы которых соединены с шиной 14 запуска, а выходы - с выходными шинами 15 и 16 формирователя. Кроме того, выходы регистра 12 соединены с входами логического элемента 1. Второй логический элемент 17 3 соединен по первому входу с пшной управления, а по второму - с выходе элемента 1 и через мост 2 - со своим выходом. Компаратор напряжени содержит дифференциальный усилитель 19, элемент 20 ИЛИ, инвертор 21 и резистор 22. Устройство работает следующим об разом. : В исходном состоянии на вгане 14 запуска устройства, на информационных выходах регистров 12 и 13, на выходах логического элемента 1 и компаратора 7 присутствуют О. Если на шине 18 управления присутствует 1, на выходе логического элемента 17 - О и конденсатор 3 заряжен до напряжения Если же на шине 18 управления присутствует О, на выходе логического элемента 17 - 1 и конденсатор 3 заряжен до напряжения Q I о Таким образом, изменяя управляющий сигнал на шине 18 управления, можно изменять величину начального напряжения на времязадающем конденсаторе 3 и тем самым изменять длительность формируемого импульса. В первом случае используется процесс заряда конденсатора 3, а во втором его перезаряда. Предположим, что на шине 18 присутствует 1. С приходом 1 (запускающего импульса) на шину 14 запуска последняя записывается в регистры 12 и 13, появляется на их информационных выходных шинах 15 и 16, а также на выходе элемента 1; Компаратор 7 включается в работу. Начинается рабочий цикл устрой ства. На выходе компаратора 7 подтверж дается О, конденсатор 3 начинает заряжаться через резистор 4. Заряд конденсатора 3 заканчивает ся, когда напряжение на нем достига ет значения „, определяемого коэ фициентом передачи делителя на резисторах 5, 6 и 22, равного « На выходе 10 компаратора 7 при этом устанавливается i. i с выхода 10 компаратора 7 поступает на импульсный вход сброса регистра 12 84 5 устанавливает его в исходное (нуleaoe) состояние. Формирование импульса на шине 15 заканчивается. Состояние же регистра 13 не изменяется - на его шине 16 продолжается формирование импульса. После того, как на выходе регистра 12 устанавливается О, на выходе логического элемента 1 также устанавливается О и конденсатор 3 начинает разряжаться. При разряде конденсатора до напряжения fп определяемого коэффициент передачи делителя, на резисторах 5, 6 и 22, равного т,} , компаратор 7 переключается в исходное состояние. Сигнал 1 с его выхода 11 поступает на импульсный вход сброса регистра 13 и обнуляет его. Формирование импульса на шине 16 заканчивается. После восстановления исходного заряда на конденсаторе 3 рабочий цикл формирователя заканчивается, он переходит в ждупрй режим. Длительность импульсов формирователя определяется в этом режиме выражениями: на шине 15-t, Е.|,- г где на шине 16 -t (1-тДт, Rs//gs где ,2 Если на шине 18 присутствует О, абота формирователя проходит анаогично, но из-за иного исходного напряжения на конденсаторе 3 длительности формируемых импульсов определяются выражениями t - RC en «(i+m/l H-m Ui-f i) 5 Rj Re/fR j

5 1

Из изложенного видно, что в данном формирователе длительность импульса на шине 16 определяется как процессами заряда, так и разряда конденсатора 3. Поэтому длительность импульса формируемого устройством всегда больше, чем у прототипа, а следовательно, и диапазон длительностей шире.

Кроме того, устройство формирует совпадающие по фронту импульсы различной длительности на разных выходах: на одном выходе (на выходах первого регистра) формируются импульсы, длительность которых определяется процессом заряда (или перезаряда) времязадающего конденсатора, а на других (на выходах второго регистра) - процессом заряда (или перезаряда) и процессом разряда времязадающего конденсатора, а также позволяет дискретно изменять величину длительности указанных импульсов в зависимости от значения управляющего сигнала 1 или О).

Благодаря тому, что для формирования длительности импульсов в устройстве используются одни и те же времязадающие элементы, длительность импульсов на любом из И выходов соответствующего регистра одинакова,т.е. практически устранен разброс длительности формируемых импульсов.

386

В устройстве практически не нарушается мостовой принцип формирования длительности импульсов. Следовательно, длительность импульсов характеризуется повышенной стабильностью при наличии дестабилизирующих факторов.

Предлагаемое устройство характеризуется повьш1енной энергоэкономичностью.

По сравнению с базовым объектом предлагаемое устройство при прочих

равных условиях характеризуется в 2-3 раза более широким диапазоном длительностей импульсов и широкими функхщональными возможностями, многоканальностью, возможностью изменения длительности импульсов при изменении управляющего сигнала. Последнее позволяет в несколько раз сократить количество используемых электроэлементов (в том числе,- микросхем и высокоточных времязадающих элементов), что уменьшает габариты аппаратуры, ее энергопотребление и стоимость.

Предлагаемое устройство хорошо реализуется на серийных цифровых и аналого-цифровых интегральных микросхемах , например, серий 564,521.

1. ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ, содержащий логический элемент, компаратор напря;жения и импульсный времязадающий мост на трех резисторах и конденсаторе, входная диагональ которого включена между выходом логического элемента, соединенным с входом управления компаратора, и одной из шин источника питания, а выходная - медцу входами сравнения компаратора, отличающийся тем, что, с целью распшрения функциональных врзможйостей путем обеспечения формирования двух групп импульсов различной длительности-и диапазона длительностей формируемых импульсов, в него введены два п -разрядных параллельных регистра, информационные входы которых поразрядно объединены и сЬединены с шинами запуска формирователя импульсов, информационные выходы первого регистра соединены с входами логического элемента, а входы сброса регистра - соответственно с прямым и инверсным Выходами компаратора. 2.Формирователь по п.1, отличающийся тем, что компаратор напряжений содержит дифференциальньм усилитель, логический элемент ИЛИ выход которого является источником питания для дифференциального усилителя, niepsbM вход соединен с входом управления компаратора, а второй вход - с выходом дифференциального усилителя, образующим прямой выход компаратора, инвертор, включенньй между выходом дифференциального усилителя и инверсным выходом компаратора, и резистор, включенный между инвертирующим входом дифференциального усилителяи выходом элемента ИЛИ. 3.Формирователь по п.1, отличающийся тем, что, с целью дискретного управления длительностью выходных импульсов, в него введен С второй логический элемент, первый сд вход которого соединен с выходом со первого логического элемента, а вто00 рой - с шиной управления формирователя импульсов, причем входная диагональ импульсного моста включена между выходами логических элементов.