Многоканальный релаксационный генератор Советский патент 1985 года по МПК H03K3/38 

О)

о

:i 1 Изобретение относится к радиотех нике и может быть использовано в ка честве многофазного генератора симметричных прямоугольных сигналов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет генерирования многоканальных прямоугольных импульсов со скважностью, равной двум, с дискретно настраиваемыми периодом и сдвигом фаз между смежными каналами. На фиг. 1 и 3 даны принципиальные схемы предлагаемого генератора для случая N 4, 6 и 8 соответственно. Многоканальный релаксационный генератор, содержащий п каналов, каждый i-й канал состоит из мажоритарного элемента 1-1,1-2,1-3, ,., 1-N 2 из 3-х и времязадающей . цепи 2-1,2-2,2-3, ..,, 2-N, в каждый i-й канал дополнительно введен инвертор,3-1,3-2,3-3, ..., 3-N, а времязадающая цепь 2-1,2-2,2-3, ..,, 2-N выполнена на дифференцирукщем элементе, вход инвертора 3-1,3-2,3-3, ..., 3-N подключен к выходу мажоритарного элемента 1-1,1-2,1-3,. ..,, 1-N, выход его через дифференцирукнций элемент подключен к входу мажоритарного элемен та (L + N/2-1)-ro канала и одновременно к входам мажоритарных элементов 1-1,1-2,1-3, ..., 1-N (1 + N/2) и (i + N/2 + 1)-го каналов-, а выход инверторов являются выходами N-канального релаксационного генератора Процесс функционирования предлагаемого генератора удобно рассмотре при конкретном, значении числа каналов N(4, 6, 8). Так, например, предлагаемьй гене ратор при N 4 работает следующим образом (фиг. 1), При включении питания происходит заряд конденсаторов дифференцирующего элемента 2-1,2-2,2-3, 2-4 через входные цепи мажоритарных элеме тов 1-1,1-2, 1-3,1-4 данных каналов и выходные цепи инверторов 3-1,3-2, 3-3,3-4 предьщущик каналов. Наряду с этим по цепям резисторов дифферен цирующего элемента 2-1,2-2,2-3,2-4 и соответствующим входным цепям мажоритарньк элементов 1-1,1-2,1-3,1протекают токи заряда конденсаторов и одновременно формируются процессы установления логических уровней (ед 772 ничных или нулевых) потенциалов на , выходах мажоритарных элементов 1-1,1-2, 1-3,1-4 и соответственно на выходах инверторов 3-1,3-2,3-3, 3-4. При этом благодаря межканальным перекрестным связям между выходами инверторов 3-1, 3-2, 3-3, 3-4 и входами мажоритарных элементов 1-1, 1-2, 1-3, 1-4 смежных каналов в первом -квазиустойчивом состоянии устройства на половине из выходов смежных каналов (в данном случае двух каналов) устанавливаются нулевые потенциалы, а на выходах остальных каналов - единичные потенциалы. В переходном режиме возможны и другие распределения нулевых и единичных потенциалов по выходам смежных каналов генератора. Но они имеют место в течение достаточно короткого промежутка времени, после которого, благодаря воздействию межканальных логических связей с выходов инверторов к входам мажоритарных элементов смежных каналов на одной из половин выходов генератора устанавливаются нулевые,а на остальных - единичные логические потенциалы. Предположим, что после завершения переходных процессов в первом квазиустойчивом состоянии генератора на его выходах 4-1 и 4-4 устанавливаются единичные, а на выходе 4-2 и выходе 4-3 - нулевые потенциалы. При этом по выходной цепи инвертора 3-1 и резистора дифференцирующего элемента 2-2 происходит заряд конденсатора дифференцирующего элемента 2-2. Аналогично этому происходит подзарядка также конденсаторе дифференцирующего элемента 2-1 по выходной цепи инвертора 3-4 резистора дифференцирукщего элемента 2-1. Одновременно с этим происходят разряды конденсаторов дифференцирующих элементов 2-3 и 2-4 по соответствующим выходным цепям инверторов 3-2 и 3-3, а также резисторов дифференцирующих элементов 2-3 и 2-4. По мере заряда конденсатора дифференцируjoMero элемента 2-2 и уменьшения потенциала на резисторе дифференцирующего 3j eMeHTa 2-2 до порога срабатывания в момент ty мажоритарный элемент 1-2 переключается и на выходе инвертора 3-2 возникает единичный логический потенциал. Наряду с этим по мере разряда конденсатора дифференцирующего элемен-та 2-4 и увеличения потенциала на резисторе до указанного порога в момент t j переклю- чается также мажоритарный элемент 1-4, что приводит к возникновению на выходе инвертора 3-4 нулевого логического потенциала. Поскольку постоянные времени дифференцирующих . цепочек одинаковы,.то переключение мажоритарных элементов и 1-4 происходит примерно одновременно. Изменение потенциала на выходе 4-2 приводит к положительному скачку потенциала на выходе дифференцирующей цепочки третьего канала (2-3), а изменение потенциала на выходе 4-4 к отрицательному скачку потенциала на выходе дифференцирующей цепочки педвого канала (2-1).

Этим завершается первый, такт фо.рмирования прямоугольньт сигналов на выходе четырехканального генератора (первое квазиустойчивое его состояни цосле включения питания), в результате чего единичные потенциалы уста- навливаются- на выходах 4-1 и 4-2,а нулевые потенциалы - на выходах 4-3 и 4-4. .

Второй такт генерирования сигнало сопровождается процессами первого (начального) этапа разряда конденсатора дифференцирукщего элемента 2-1, второго (завершающего) этапа полного заряда конденсатора дифференцирующег элемента 2-2, первого этапа заряда конденсатора дифференцирукщего элемента 2-3 и второго, этапа разряда конденсатора дифференцирунщегр элемента 2-4, В момент t, когда потен-циалы на выходах времязадающих цепей первого и третьего каналов достигают пороговых значений, мажоритарные элементы 1-1 и 1-3 переключаются и на их выходах появляются соответ1ствующие уровни логических потенциалов. Эти скачки потенциалов через конденсаторы дифференцирутацих элементов 2-2 и 2-4 соответственно передаются на входы мажоритарных элементов второго и четвертого каналов.

Этим завершается второй такт (и половина периода) формирования прямоугольных сигналов, в результате которого на выходах 4-2 и 4-3 устанавливаются единичные логически потенциалы, а на выходах 4-1 и 4-4 нулевые логические потенциалы.

Последукяцие третий и четвертый такты поочередного переключения мажоритарных элементов 1-1, 1-2, 1-N и инверторов 3-1-3-2, ..., 3-N происходят аналогично описанным первым двум тактам, после чего цикл повторяется.

Таким образом, за четыре такта переключения генератора на выходах 4 - 4-4 формируется полный период генерирования четырехканальных прямоугольных сигналов, сдвинутых друг относительно друга на четверть периода..

Функционирование предлагаемого многоканального релаксационного генератора при больших значениях числ каналов (N 6,8, 10...) происходи аналогично описанному четырехканальнону генератору. Длительность t каждого такта генерирования прямоугольных многоканальных импульсов при любом числе каналов N определяется величинами времяэадакщих резисторов и ко щенсатора одного из идентичных каналов..

В зависимости от числа каналов N длительность импульса определяется выражением

Т, N/2,t,

а период повторения - вьфажением Т, N, t .,

Благодаря этому генерируемые импульсы получаются симметричными Ссо скважностью 2).

Сдвиг фаз между импульсами смежных каналов также находится в зависимости от общего числа каналов N

N - 2

N

Очевидно, что эти свойства предлагаемого многоканального релаксационного генератора позволяют при помощи соответствующего задания числа каналов N дискретно изменять значения длительности, периода и сдвига фаз между генерируемыми прямоугольньичи жлпульсамк смежных каналов.

«О

ЧЭ «M

f

NT

v

I

5г:±г

T

r

СЧ

o

r

«M

« «Ч

1

eg

«SI

МНОГОКАНАЛЬНЫЙ РЕЛАКСАЦИОННЬЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий N-каналЬв, причем каждый i-й канал состоит из мажоритарного элемента 2 из 3-х и времязадающей цепи, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет генерирования прямоугольных импульсов с дискретно изменяемыми периодом и сдвигом фаз между смежными каналами, в каждый i-й- канал дополнительно введен инвертор, а время задающая цепь выполнена на дифференцирующем элементе, вход инвертора подключен к выходу мажоритарного элемента, выход его.через дифференцирукщий элемент подключен к входу мажоритарного элемента (i + N/2-1)-го канала и одновременно к входом мажоритарных элементов (i + N/2)- и (i + N/2 + 1)-го каналов, а выходы инверторов являются выходами N-ка(Л нального релаксационного генератора.