Генератор импульсов Советский патент 1985 года по МПК H03K3/26 

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться в оптронных схемах автоматики и вычислительной техники. Известен генератор импульсов, содержащий последовательно включенные в цепь источника питания ключ и светодиод, управляющий электрод ключа соединен с соответствующей шиной источника питания через встречнопоследовательно включенные фотодиоды оптически связанные со светодиодом и с источником управляющего напряжения через резистор ij . Недостатком устройства является его ограниченные функциональные возможности, а именно отсутствие оптических управляющих входов в режиме элемента памяти, инверсного оптического выхода наряду с прямым, плохие форма и параметры генерируемых импул сов. Наиболее близким к предлагаемому является генератор импульсов, содержащий полевой транзистор с каналом р-типа и цепь из двух последовательно включенных первого и второго фо-. топриемников, выводы которой подключены к шине питания и к общей шине, исток полевого транзисторар -типа шиной питания, затсоединенвор - с точкой соединения фотоприемников, сток - с базой транзистора Л-р-П типа и через последовательную цепь из конденсатора и первой обмотки трансформатора - с общей шиной и с эмиттером транзистора П-р-п типа, коллектор которого подключен к.шине питания через вторую обмотку трансформатора,.третья обмотка которого подключенак нагрузке .2 . Недостатком известного устройства являются также ограниченные функциональные возможности, а именно отсутствие возможности работы в режиме памяти и отсутствие оптических выходов в устройстве, I Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Поставленная цель достигается тем что в генератор импульсов, содержащий полевой транзистор с каналом р-типа и цепь из двух последовательно включенных первого и второго фото приемников, выводы которой подключены к шине питания и к общей шине. исток полевого транзистора р-типа соединен с шиной питания, введены лямбда-диод, полевой транзистор с каналом Л -типа, трехпозиционный переключатель, первый и второй светодиоды, третий и четвертый фотоприемники, при этом исток полевого транзистора с каналом П-типа соединен с общей шиной,сток через первьй светодиод соединен с шиной питания,затворы полевых транзисторов соединены с неподвижным контактом переключателя, а через лямбда-диод - с общей шиной, сток полевого транзистора р-типа через второй светодиод соединен с общей шиной, первый и второй светодиоды оптически соединены соответственно с первым и вторым фотоприемниками и с соответствующими оптическими выходами генератора, третий и четвертый фотоприемники включены последовательно в цепь, выводы которой соединены с шиной питания и общей шиной, средние точки последовательных цепей фотоприемников соответственно соединены с первым и вторым подвижными контактами переключателя, третий подвижный контакт которого соединен через резистор с источником управляющего напряжения, третий и четвертый фотоприемники оптически соединены соответственно с первым и вторым оптическими входами генератора, а выводы резистора нагрузки подключены к шине питания и к затворам полевых транзисторов. На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 вольт-амперная характеристика лямбдадиодов . Генератор содержит первый полевой транзистор 1 с каналом li -типа, второй полевой транзистор 2 с каналом р-типа, первый 3 и второй А светодиоды, лямбда-диод 5, резистор 6 нагрузки, первый 7, второй 8, третий 9 и четвертый 10 фотоприемники, .первый 11 и второй 12 оптические входы, резистор 13, подключенный к источнику 14 управляющего напряжения, трехпозиционный переключатель 15, шина 16 питания, первый 17 и второй 18 оптические выходы генератора, неподвижный контакт трехпозиционнсго переключателя 15 соединен с точкой соединения последовательно соединенных и подключенных к шине питающего напряжения и общей шине лямбда-диода 5 и резистора 6 нагрузки, и с затворами транзисторов 1 и 2, в сто ковые цепи которых включены соответственно светодиоды 3 и 4, оптически связанные с соответствующими фотоприемниками и оптическими выходами. Первый 7 и второй 8 фотоприем ники соединены последовательно и подключены к питающему напряжению, а точка их соединения соединена с первым подвижным контактом переключателя 15, третий 9 и четвертьй 1 фотоприемники соединены электршческ последовательно и подключены к пита щему напряжению, а оптически соединены соответственно с первым 11 и вторым 12 оптическими входами, точк же их электрического соединения сое динена с вторым подвижным контактом переключателя 15, третий подвижный контакт которого через резистор 13 соединен с источником 14 управляюще го напряжения. На фиг.2 изображена типичная вол амперная характеристика лямбда-диодов с нагрузочными прямыми а и 5 , соответствующими двум сопротивления нагрузки. Точки устойчивого состояния ячейки обозначены буквами А и В и соответствуют состояниям напряжения на лямбда-диоде идди11дв , напря жение отсечки лямбда-диода обозначе но U оп,с Генератор работает следующим обр зом. В режиме запоминания переключатель 15 находится в третьем нижнем положении, при этом на лямбда-диоде 5 через резистор 13 подаются управляющие импульсы разной полярности определенной длительности. В исходный момент импульсы управления отсутствуют, и в этом случае после включения питания лямбда-диод 5 устанавливается в устойчивое состояние, соответствующее точке А вследствие определенного выбора величины резистора 6, которая соответствует нагрузочной прямой d (фиг.2). В этом устойчивом состоянии напряжение на лямбда-диоде 5 равно примерно уровню логического нуля и ДА 08 . Поэтому транзистор 1 закрыт, светодиод 3 не излучает, а транзистор 2 р -типа открыт, что позволяет излучать светодиоду 4. Значит , на прямом оптическом выходе 17 находится логичес- . кий оптический О, а на инверсном вьсходе 18 - логическая оптическая 1. При подаче положительного импульса управления напряжение на лямбдадиоде 5 увеличивается, нагрузочная прямая смещается вверх, так как сопротивление резистора 6 фактически шунтируется сопротивлением резистора 13, Если напряжение на лямбдадиоде 5 увеличится до значения в точкеС(фиг.2), то происходит резкое переключение ячейки и она устанавливается во второе устойчивое состояние (точка В). В этом состоянии напряжение на лямбда-диоде 5 примерно равнонапряжению питания Р выбирается больше напряжения отсечки и для лямбда-диодов, которое составляет 2,5 - 12 В. После прекращения действия управляющего импульса состояние сохраняется, так как нагрузочная прямая снова вернется в положение прямой о и при этом из точки В, и ячейка не может переключиться обратно. Вследствие высокого уровня на лямбда-диоде откроется транзистор 1, что приведет к включению светодиода 3 и появлению логической оптической 1 на выходе 17, при этом транзистор 2 закроете и све- тодиод 4 погаснет. Если подать отрицательный импульс управления, то напряжение на лямбда-диоде 5 уменьшится. При этом если оно уменьшится до напряжения отсечки И , то произойдет обратное переключейие, ячейка перейдет в устойчивое состояние в точке А (фиг.2), соответствующее хранению или запомйнан1по логического О. Для нормальной работы схемы необходимы полевые транзисторы с нулевым напряжением отсечки, при этом транзисторы ввиду больших входных сопротивлений не влияют на работу лямбда-диода и его характеристику, но обеспечивают четкое открытие и закрытие каналов транзисторных ключей, а значит и режимы работы светодиодов. Длительность управляющих импульсов определяется быстродействием лямбда-диодов, т.е. полевых транзисторов, как фактически лямбда-диод состоит из двух таких транзисторов, и светодиодов и составит десятки наносекунд. Таким образом, в режиме запоминания устройство может хранить как угодно долго записанную в него информацию в виде логических О и 1 с визуальным отображением записанной информации. В режиме генерации оптических импульсов переключатель 15 находит ся в первом верхнем положении. При этом нагрузочный резистор 6 шунтиру ется сопротивлением фотоприемника 8 а лямбда-диод 5 - сопротивлением фотоприемника 7. Пусть лямбда-диод 5 находится в состоянии, соответствующем точке А (фиг.2), при этом вследствие малого напряжения на лямбда-диоде 5 и затворах транзисторов 1,и 2 включен светодиод 4. Это приводит к тому, что, воздействуя на фотоприемник 8, светодиод 4 уменьшает его сопротивление, нагрузочная прямая движется вверх, напря жение на лямбда-диоде 5 увеличивает и, достигнув точки С, скачком устанавливается в значение UAB- Епу что приводит к запиранию транзис ора 2 и отпиранию первого транзистора 1. Светодиод 4 гаснет, а светодиод 3 включается и вьщает световой импульс на выходе 17 генератора. При этом начинает уменьшаться сопро тивление фотоприемника 7, вследстви чего напряжение на лямбда-диоде 5 уменьшится до напряжения U и произойдет переключение в точку А. Снова гаснет светодиод 3, включается светодиод 4, который воздействует на фотоприемник 8, и схема снова переключается в точку В. Процесс повторяется аналогично. Таким образом, устройство генерирует оптические импульсы (противофазные на выходах 17 и 18. Наряду с этим можно снимать с лямбда-диода и электрические импульсы, что расширяет возможности устройства. В режиме триггера переключатель 15 находится в среднем положении, при этом функционируют фотоприемники 9 и 10. Если подать оптический импульс на первый оптический вход 11, то триггер.установится в единичное состояние (точка В), при этом включится светодиод 3, т..е. оптический сигнал будет на прямом выходе 17. Это произойдет вследствие .воздействия светового входного импульса на фотоприемник 9. Процесс переключения аналогичен выше указанному. Если же подать оптический импульс на вход 12, то триггер переключится в другое состояние, напряжение на лямбда-диоде 5 будет соответствовать точке « 08, при этом включается светодиод 4. Таким образом, функциональные возможности предлагаемого генератора по сравнению с известным расширены за счет наличия двух оптических выходов и возможности использования прячого и инверсного электрических выходовJ например, с затвора и стока первого транзистора, а также за счет возможности работы генератора в режиме запоминания, в режиме тригера с оптическими входами.

ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ, содержащий полевой транзистор с кана-. лом р -типа и цепь из двух последовательно включенных первого и второго фотоприемников, выводы которой подключены к шине питания и к общей шине, исток полевого транзистора р -типа соединен с шиной питания, от л и чающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в генератор введены лямбдадиод, полевой транзистор с каналом -типа, трехпозиционный переключатель, первый и второй светодиоды. третий и четвертый фотоприемники, при этом исток полевого транзистора с каналом п-типа соединен с общей шиной, сток через первый светодиод соединен с шиной питания, затворы полевых транзисторов соединены с неподвижным контактом переключателя, а через лямбда-диод - с общей шиной, сток полевого транзистора р-типа через второй светодиод соединен с общей шиной, первый и второй светодиоды оптически соединены соответственно с первым и вторым фотоприемниками и с соответствующими оптическими выходами генератора, третий и четвертйй фотоприемники включены последовательно в цепь, выводы кото(/) рой соединены с шиной питания и общей шиной, средние точки последовательных цепей фотоприемников соответственно соединены с первым и вторым подвижными контактами переключателя, третий подвижный контакт которого соединен через резистор с источником управлякщего напряжения, третий и четвертый фотоприемники оптически соединены соответственно с первым и вторым оптическими входами генератора, а выводы резистора нагрузки подключены к шине питания и к затворам полевых транзисторов.

t

fferir

чу/ у

к

-вН-Е

J

п

J

-5

4

Фиг