Импульсный генератор Советский патент 1985 года по МПК H03K3/02 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в составе генераторов периодически изменяющегося напряжения различной формы, например треугольной, с широкими пределами регулирования периода. Известно устройство, содержащее два блока синхронизации, два счетчика, триггер, элемент ИЛИ и четыре ключа, причем второй выход тактового генератора соединен со вторыми входами блоков синхронизации 1. Недостатком этого устройства является ограниченность функциональных возможностей. Наиболее близким к предлагаемому является импульсный генератор, содержащий тактовый генератор, подключенный первым выходом ко входу делителя частоты, первый и второй элементы ИЛИ, выходы которых соединены со счетными входами первого и второго счетчиков соответственно, первый и второй блоки синхронизации и четыре ключа, управляющие входы первого и второго из которых являются входами импульсного генератора, а их выходы соединены со вторыми входами первого и второго элементов ИЛИ соответственно, триггер 2. Недостатки такого генератора: во-первых, схема его весьма сложна ввиду наличия в ней двух делителей частоты, один из которых, как показывает анализ, не является необходимым, во-вторых, импульсы на его выходах могут- совпадать во времени, что приводит к серьезным нарушениям в работе систем, содержащих этот импульсный генератор в своем составе. Цель изобретения - повышение надежности работы генератора за счет исключения совпадения импульсов на его выходах. Поставленная цель достигается тем, что в импульсный генератор, содержащий тактовый генератор, подключенный первым выходом ко входу делителя частоты, первый и второй элементы ИЛИ, выходы которых соединены со счетными входами первого и второго счетчиков соответственно, первый и второй блоки синхронизации, вторые входы которых объединены, и четыре ключа, управляющие входы первого и второго из которых являются входами импульсного генератора, а их выходы соединены с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ соответственно, дополнительно введены два ключа, триггер и третий элемент ИЛИ, подключенный входами к выходам первого и второго ключей, а выходом - к нулевому входу триггера, единичный вход которого соединен с выходом делителя частоты, а выход - с управляющими входами третьего и четвертого ключей, выходы которых соединены с рабочими входами первого и второго ключей соответственно, рабочие входы третьего и четвертого ключа объединены с рабочими входами пятого и шестого ключей и соединены с первыми выходами первого и второго блоков синхронизации соответственно, первые входы которых подключены к выходам первого и второго счетчиков, вторые входы блоков синхронизации подключены ко второму выходу тактового генератора, первый выход которого подсоединен ко вторым входам первого и второго элементов ИЛИ, а вторые выходы первого и второго блоков синхронизации подключены к управляющим входам шестого и пятого ключей соответственно, выходы которых являются выходами импульсного генератора. На чертеже представлена . блок-схема предлагаемого импульсного генератора. Импульсный генератор содержит тактовый генератор 1, подключенный первым выходом ко входу делителя 2 частоты, первый и второй элементы ИЛИ 3 и 4, выходы которых соединены со счетными входами первого и второго счетчиков 5 и 6 соответственно, первый и второй блоки синхронизации 7 и 8 и четыре ключа 9-12, управляющие входы первого 9 и второго 10 которых являются входами 13 и 14 импульсного генератора, а их выходы соединены со вторыми входами первого и второго элементов ИЛИ 3 и 4 соответственно, дополнительно введены триггер 15, два ключа 16 и 17 и третий элемент ИЛИ 18, подключенный входами к выходам первого и второго ключей 9 и 10, а выходом - к нулевому входу триггера 15, единичный вход которого соединен с выходом теля 2 частоты, а выход - с управляющими входами третьего и четвертого ключей 11 и 12, выходы которых соединены с рабочими входами первого и второго ключей 9 и 10 соответственно, а рабочие входы объединены с рабочими входами пятого и шестого ключей 16 и 17 и соединены с первыми выходами первого и второго блоков 7 и 8 синхронизации соответственно, первые входы которых подключены к выходам первого и второго счетчиков 5 и 6, вторые входы блоков синхронизации объединены и подключены ко второму выходу тактового генератора 1, первый вход которого подсоединен ко вторым входам элементов ИЛИ 3 и 4, а вторые выходы блоков синхронизации 7 и 8 подключены к управляющим входам пятого и щестогх) ключей 16, 17 соответственно, выходы которых являются выходами 19 и 20 импульсного генератора. Импульсный генератор работает следующим образом. В исходном состоянии счетчик 5 заполнен наполовину (т. е. в нем установлено число N/2). Триггер 15 установлен в единицу, счетчик 6 и делитель 2 частоты - в нуль. Пусть установлено значение , т. е. , где N 2 - коэффициент пересчета счетчиков 5 и 6; К - коэффициент деления частоты делителя 2; K mN, m 1,2,...М; п - число разрядов счетчиков 5 и 6. Рассмотрим режим работы, когда единичные сигналы на входах 13 и 14 устройства отсутствуют, т. е. ключи 9 и 10 закрыты. После N/2 импульсов с первого выхода тактового генератора 1 возникает импульс на выходе счетчика 5 и, поскольку импульс на первый вход блока 8 синхронизации не поступал (т. е. на его втором выходе - единичный сигнал), очередный импульс с второго выхода тактового генератора 1 появляется на первом выходе блока 7 синхронизации и, пройдя через открытый ключ 16, поступает на выход 19 устройства. После еще N/2 импульсов с первого выхода тактового генератора 1 переполняется счетчик 6 - импульс с его входа поступает на первый вход второго блока 8 синхронизации. Очередной импульс с второго выхода тактового генератора проходит теперь через блок 8 и через открытый при этом ключ 17, поступая на выход 20 устройства и возвращая блок 8 и все устройство в исходное состояние. Описанный процесс повторяется с периодом Т 29, где в - период выходных импульсов генератора 1. Таким образом, импульсы на каждом из выходов 19 и 20 устройства повторяются периодически с периодом Т, причем импульсы на выходе 19 опережают импульсы на выходе 20 на величину Т/2. Если, например, подключить выходы 19 и 20 к единичному и нулевому входам триггера 15 соответственно, а время Т пребывания этого триггера 15 в единичном состоянии считать длительностью его выходного импульса, то скважность выходного периодического сигнала этого триггера равна при S (Т-Tj)/T 0,5. Пусть теперь, при работе из .исходного состояния, ключ 9 открыт, а ключ 10 закрыт. Теперь при переполнении счетчика 5 импульс с первого выхода блока 7 синхронизации пройдет не только через ключ 16, но также и через открытые при этом ключи 11, 9, записывая в счетчик 5 единицу. Импульс с выхода ключа 9, пройдя через элемент ИЛИ 18, устанавливает триггер 15 в нулевое состояние. Импульс переполнения счетчика 6 обрабатывается схемай точно так же, как и в предыдущем режиме, поскольку ключ 10 закрыт. Одновременно с импульсом на выходе счетчика 6 формируется импульс на выходе делителя 2 частоты, переводящий триггер 15 в единичное состояние. Таким образом, схема возвращается в исходное состояние с тем отличием, что в счетчике 5 содержится теперь число N/2+1, вследствие чего он переполняется теперь на время 0 раньше, чем в предыдущем периоде Т, при этом - аналогично описанному выше - в счетчике 5 в качестве исходного снова устанавливается число N/2+1, в результате чего в следующем периоде счетчик 5 переполняется еще на время 0 раньще и т. д. Следовательно, сдвиг импульсов на выходе 19 относительно соответствующих импульсов на выходе 20 увеличивается на величину 6 в каждом периоде Т. После N/2 таких периодов счетчики 5 и 6 переполняются одновременно, при этом оба ключа 16 и 17 оказываются закрытыми и импульсы на выходы устройства не поступают. Если в исходном состоянии устройства открыт ключ 10, а ключ 9 закрыт, то - аналогичноописанному - раньше начинает переполняться счетчик 6 и импульсы на выходе 20 устройства начинают сдвигаться на величину Q в каждом периоде Т, приближаясь во времени к импульсам на выходе 19. Через N/2 таких периодов Т счетчики 5 и 6 переполняются одновременно, при этом импульсы на выход устройства не поступают. Если - прежде чем будет достигнуто одновременное переполнение счетчиков 5 и 6 - одновременно изменить состояние ключей 9 и 10, то изменяется соответствующим образом направление взаимного смещения импульсов на выходах устройства. Если установить в делителе 2 частоты величину , то изменение сдвига между выходными импульсами устройства происходит лищь в одном из каждых ш периодов Т, т. е. скорость изменения сдвига соответственно уменьщается. При открытом ключе 9 последний /передодновременным переполнением счетчиков 5 и 6/ импульс появляется на выходе 19, а при открытом ключе 10 - на выходе 20, т. е. при описанном подключении триггера к выходам устройства - он остается при этом в различных состояниях, что соответствует нулевой и единичной скважности его выходного сигнала. Таким образом, импульсы на выходах 19 и 20 устройства отстоят во времени минимум на величину в, т. е. совпадение выходных импульсов, приводящее к сбоям в работе систем, содержащих импульсный генератор в своем составе, исключено, что повышает надежность работы устройства.

ИМПУЛЬСНЫЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий тактовый генератор, подключенный первым выходом к входу делителя частоты, первый и второй элементы ИЛИ, выходы которых соединены со счетными входами первого и второго счетчиков соответственно, первый и второй блоки синхронизации, вторые входы которых объединены, и четыре ключа, управляющие входы первого и второго из которых являются входами импульсного генератора, а их выходы соединены с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ соответственно, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы генератора, в него дополнительно введены два ключа, триггер и третий элемент ИЛИ, подключенный входами к выходам первого и второго ключей, а выходом - к нулевому входу триггера, единичный вход которого соединен с выходом делителя частоты, а выход - с управляющими входами третьего и четвертого ключей, выходы которых соединены с рабочими входам,и первого и второго ключей соответственно, рабочие входы третьего и четвертого ключей объединены с рабочими входами пятого и шестого ключей и соединены с первыми выходами первого и второго блоков синхронизации соответственно, первые i в.ходы которых подключены к выходам первого и второго счетчиков, вторые вхо(Л ды блоков синхронизации подключены к второму выходу тактового генератора, первый вход которого подсоединен к вторым входам первого и второго элементов ИЛИ, а вторые выходы первого и второго блоков синхронизации подключены к управляющим входам шестого и пятого ключей соответственно, выходы которых являются выходами импульсного генератора. ел о оо