Формирователь импульсов Советский патент 1985 года по МПК H03K5/15 

ел

со со Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано и цифровых и аналоговых устройствах для формирования синхропоследовательностей. Известно устройство для формирования импульсов, содержащее два инвертора, два усилителя-формирователя и накопительный конденсатор lj Недостатком данното устройства является значительная потребляемая мощность. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является формирователь импульсов на МДП-транзисторах, содержащий инвертор с токостабилизирующей нагрузкой и дополнительным транзистором, включенным последовательно с нагрузочным транзистором инвертор, усилитель-формирователь, инвертирующий и неин- . вертирующий входы которого подключен к входу и выходу инвертора, зарядный транзистор, затвор и сток .которого подключены к источнику питания и два накопительных конденсатора, одинвключенньй между выходом уси1И1теЛ51формирователя и средней точкой допол нительного и нагрузочного транзисторов, второй - между истоком зарядного транзистора и входом инвертора Недостатком известного фррмирователя импульсов являются сравнительно низкие функциональнь;г возможности.. Для управления схемами динамической логики, цифровыми регистрами сдвига на МДП-транзисторах необходимы посл довательности двух противофазных им пульсов, не перекрываючихся между с бой по уровню логической 1. Извес ный же каскад такой последовательно ти не обеспечивает. Для получения двух противофазных последовательностей импульсов можно включить два та ких формирователя последовательно. Однако импульсы, вырабатываемые таким формирователем, будут обязательно иметь перекрытие между собой по уровню логической 1. Это приводит к повьаиенному потреблению мощности и неустойчивой работе схем динамической логики, управляемой этими им пульсами . Цель изобретения - расширение функциональных возможностей формирователя импульсов за счет формирования двух неперекрывающихся по уров992ню логических 1 противофазных синхропоследовате.чьностей. Указанипя цель Д(стигаегся тем, что в формирователь импульсов, содержащий два усилительных каскада, каждый из которых включает инвертор с токостабилнзирукнцеГ нагрузкой и дополнительным транзистором, включенным последовательно с нагрузочным транзистором инвертора, ycилитeJ ь-фopмироватепь и накопительный конденсатор, включенныр между входом усилителя-формирователя и средней точкой дополнич-ельного и нагрузочного транзисторов инвертора, введены дополнительный инвертор с токостабилизирующей на рузкой и управляющий транзистор, включенный пapaJTлeльнo управляющему транзистору инвертора второго усилительного каскада, затвор управляющего транзистора соединен с входом дополнительного инвертора и И 1вертируюпц1м входом усилителя-формирователя второго каскада, выход дополнительного инвертора соединен с входом инвертора первого усилительИого каскада, выход двухтактного усилителя-формирователя первого каскада соединен с входом инвертора второго каскада, вход дополнительного инвертора является входом устройства. На фиг. 1 представлена схема формирователя импульсов на МДП-транзисторах; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы. Формирователь импульсов состоит из двух усилительных каскадов, каждый из которых содержит инвертор на транзисторе 1 с токостабилизирующей нагрузкой, выполненной на транзисторах 2 и 3, емкость А,дополнительный транзистор 5, усилитель-формирователь на транзисторах 6 и 7 и накопительную емкость 8. Во втором каскаде параллельно транзистору 1 инвертора включен управляющий транзистор 9. Дополнительный инвертор на транзисторе 10 с токостабилизирующей нагрузкой выполнен на транзисторах 11 и 12 и емкости 13. Выход первого каскада соединен с входом второго. Затвортранзистора 10, являющийся входом формирователя, соединен с затвором дополнительного управляющего транзистора 9 и затвором инвертирующего транзистора 6 усилителя-формирователя второго каскада. Формирователь импульсов работает следующим образом. Приведен формирователь, построенный на р-канальных транзисторах. Пр положим, что на входе формирователя (на затворах транзисторов 10 и 9 и транзистора 6 второго усилительного каскада) отрицательное напряжение, т.е. уровень логической 1. Тогда транзистор 6 второго каскада и транзистор 9 открыты, транзистор 7 второго каскада закрыт, так как н выходе инвертора второго каскада напря жение ниже порогового. На втором вы ходе формирователя, слеловательно, нулевое напряжение - Р этом конденсатор 4 второго каскада заряжается до напряжения -V,. , где V. - напряжение питания, VQ пороговое напряжение; V - выходное напряжение инвертора, а конден; сатор 8 - до напряжения V Уо -VQ.-V, где V - падение напряжения на транз1исторе 2. Обычно параметры транзисторов выбираются таким образом, что V, и V можно пренебречь. На выходе дополни - тельного инвертора низкое напряжени Поэтому транзисторы 1 и 6 первого усилительного каскада закрыты. Пред в-арительно емкости 4 и 8 первого ка када бьши заряжены, как и соответст вующие им емкости второго каскада. Поэтому на выходе инвертора первого каскада, т.е. на затворе транзистор 7 отрицательное напряжение, равное (если принебречь паразитными емкостями, напряжением V и V и считать, что емкость 8 значительно бол ше суммарной емкости затвора транзистора 7 и узловой емкости в .точках а и б) - . Следовательно, на первом выходе формирователя напряжение , „. Если на входе формирователя напряжение ниже порогового, то транзисторы 9 и 6 второго каскада закры ты, транзисторы 1 и 6 первого каскада открыты, т.е. потенциалы во всех узлах первого и второго каскадов становятся такими же, как ив предьщзщем случае (при наличии на выходе отрицательного напряжения вы ше порогового) соответствующие им потенциалы другого каскада. Напряжение на втopoм выxoдe Vg первом Ущ,, 0. Если на входе формирователя сигнал изменяется из состояния логического О в состояние логической 1 (возрастает отрицательное напряже- „ ние для р-канальных схем), то на выходе первого усилительного каскада напряжение также изменяется из состояния логического О в состояние логической 1, но с задержкой tK а на выходе второго усилительного : каскада напряжение изменяется из состояния логической 1 в состояние логического О, с задержкой t| (фиг. 2). Задержка выходного импульса первого каскада относительно входного складывается из времени срабатывания дополнительного инвертора, инвертора и двухтактного усилителя первого каскада. Время задержки выходного импульса второго каскада относительно входного импульса равно времени срабатывания инвертора второго усилительного каскада. Время задержки выходного импульса второго каскада относительно входного меньше времени задержки выходного импульса первого каскада, следовательно, выходные импульсы формирователя в этом случае не имеют перекрытия по уровню логической 1. Если на входе формирователя сигнал изменяется из состояния логической 1 в состояние логического О, то на выходе первого усштительного каскада напряжение меняется из состояния логической 1 в состояние логического О, а на выходе второго каскада из логического О в логическую 1. Причем второй каскад срабатывает с задержкой относительного первого, равной времени срабатьшания инвертора и двухтактного усилителя второго каскада. Естественно, что и в этом случае нет перекрытия между выходными импульсами по уровню логической 1. Таким образом, предлагаемьй фор- мирователь импульсов формируют две последовательности противофазньк не перекрытых импульсов. Это приводит к расширению его функциональных возможностей, повьппает надежность и по нижает потребляемую мощность схем двухфазной динамической логики. Использование формирователя импульсов повышает надежность работы узлов, построенньж на основе динамической

логики, уменьшает чувствительность таких схем к разбросу напряжения питания за счет отсутствия протекания сквозных токов, снижает потребляемую мощносто. Технико-экономические показатели заключаются в повышенной помехоустойчивости аппарату ры с использованием динамических схем за счет формирования двух синAfjr.a Фазных синхропоследовательностей с гарантированным неперекрытием по уровню логической 1.

ФОРШРОВАТЕЛЬ ШПУЛЬСОВ, содержащий два усилительных каскада, каждый из которых содержит инвертор с токостабилизирующей нагрузкой и дополнитель№1м транзистором, включенным последовательно с нагрузочным транзистором инвертора, усилитель-формирователь и накопительный конденсатор, включенньй между входом усилителя-формирователя и средней точкой дополнительного и нагрузоч13. ..iv%M ного транзисторов инвертора, отличающийся тем, что , с целью расширения функциональных возможностей, в него введены дополнительный инвертор с токостабилизирующей нагрузкой и управляющий транзистор, включенный параллельно управляющему транзистору инвертора второго усилительного каскада, затвор управляннцего транзистора соединен с входом дополнительного инвертора и инвертирующим входом усилителяформирователя второго каскада, выход дополнительного инвертора соединен с входом инвертора первого (О усилительного каскада, выход двух(Л тактного усилителя-формирователя первого каскада соединен с входом инвертора второго каскада, вход дополнительного инвертора является входом устройства.

4

Фиг.1