Генератор прямоугольных импульсов Советский патент 1986 года по МПК H03K3/03 

ты генератора, расширение частотного диапазона и повьппение стабильности частоты при изменении напряжения питания. Генератор содержит соединенные последовательно инверторы 1 и 2 на КМДП-транзисторах, времязадающий резистор 3 и конденсатор 4. Выход инвертора 1 через резистор 3 соединен с входом инвертора 2 и через конденсатор 4 - с выходом инвертора 2. Полевой транзистор 5, диоды 6 и 7, резисторы 8, 9 и 10 соответственно зашунтированы конденсаторами 11, 12 и 13. Резистор 10 включен между затвором и стоком транзистора 5, резисИзобретение относится к импульсной технике и может использоваться в качестве генератора тактовых импульсов , генератора серии импульсов генератора временных меток в различных устройствах цифровой обработки информацииi автоматики и вычислительной техники.

Целью изобретения .является повышение надежности работы генератора, расширение частотного диапазона и повьш1ение стабильности частоты при изменении напряжения питания.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема генератора прямоугольных импульсов; на фиг. 2 - осцило- граммы напряжений, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит соединенные последовательно первый 1 и второй 2 инверторы на КМДП-транзисторах, вре- мязадаю11р1й резистор 3 и конденсатор 4, выход инвертора 1 через резистор 3 соединен с входом инвертора 2 и через конденсатор ( - с выходом инвертора 2, полевой транзистор 5, первый 6 и второй 7 диоды, первый 8, второй 9, третий 10 резисторы, за- шунтированные соответственно первьм II, вторым 12 и третьим 13 конденсаторами, резистор 10 включен между затвором и стоком транзистора 5, резистор 8 включен между затвором транзистора 5 и анодом диода 6, катод которого соединен с входом инвертора 1, резистор 9 включен меж221711

тор 8 - между затвором транзистора 5 и анодом диода 6, катод которого соединен с входом инвертора 1. Резистор 9 включен между анодом диода 6 и отрицательной шиной источника питания инверторов. Анод диода 7 соединен с входом инвертора 1, а катод - с затвором транзистора 5. Отмечается, что при работе генератора на средних и частотах на выходах инверторов 1 и 2 не возникает напряжений, превышающих напряжение питания ин- , верторов, что существенно повышает надежность работы генератора . 2 ил.

ду анодом диода 6 и отрицательной шиной источника питания инверторов, анод диода. 7 соединен с входом инвертора 1, а катод - с затвором транзистора 5.

Устройство работает следующим образом.

При включеш1и напряжения питания на выходе инвертора 1 устйнавливается уровень логического О или I. Если на выходе инвертора 1 устанавливается уровень логического .О, то на выходе инвертора 2 устанавливается уровень логической 1, В

этом случае конденсатор 4 заряжается через резистор 3 по цепи: плюсовая шина питания - открытый Р ка- нальный МДП-транзистор инвертора 2 - конденсатор 4 - резистор 3 - открытый

h-канальный транзистор инвертора 1 - минусовая шина питания.

Если на выходе инвертора 1 устанавливается уровень логической 1, то на выходе инвертора 3 устананливается уррвень логического О. В

этом случае конденсатор 4 заряжается по цепи: плюсовая шина питания - открытый -канальный МДП-транзистор инвертора I - резистор 3 - конденсатор 4 - открытый п -канальный транзистор инвертора 2 - минусовая шина питания.

При напряжении срабатывания инвертора 1, равном приблизительно

половине напряжения питания инвертора, на выходе инвертора 1 устанавли

вается уровень логической 1, если при включении питания на выходе инвертора 1 был уровень логического О на выходе инвертора 2 устанавливается уровень логического О, р-ка- нальный транзистор инвертора 2 и п - канальный транзистор инвертора 1 закрываются, а р -канальный транзистор инвертора 1 и п-канальный транзисто инвертора 2 открываются. Начинается процесс перезаряда конденсатора 4 по цепи: плюсовая шина питания - откры- тый Р -канальный МДП-транзистор инветора 1 - .резистор 3 - конденсатор 4 открытый п-кайальный транзистор инвертора 2 - минусовая шина питания. При напряжении, равном приблизительно половине напряжения питания инверторов, на выходе инвертора 1 устанавливается уровень логического О и процесс заряда конденсатора 4 повторяется. На выходе инвертора наблюдаются колебания прямоугольной формы вида DH (фиг. 2а), а на выходе втрого инвертора устанавливаются колебания прямоугольной формы вида и (фиг. 2$). .

В предлагаемом устройстве осциллограмма напряжения, поступающего на вход первого инвертора, имеет вид l}, (фиг. 2&) Из зтой осциллограммы видно, что в предлагаемом устройсве напряжение, поступ рмд в на вход первого инвертора, не превышает напржение питания инверторов как по плюсовой, так и по минусовой шине. Такой процесс изменения входного нап ряжения первого инвертора обусловлен тем, что точка соединения конденса- тора 4 и резистора 3 подсоединена через диод 6 к источнику иапряжения на резисторе 9 и конденсаторе 12 и через диод 7 - к источнику напряжения на резисторе 10 и конденсаторе 1

Резистор 10, включенный между затвором и стоком полевого транзис- тора 5, определяет ток резистивного делителя, составленного из последовательно включенных резисторов 10, 8 и 9. Номинал резистора 10 выбирается таким образом, чтобы ограничить величину напряжения на катоде диода 7 на уровне 0,7-1 В.

Номинал резистора 9 выбирается таким образом, чтобы ограничить величину напряжения на аноде диода 6 на уровне 0,7-1 В.

Номинал.резистора 8 выбирается таким образом, чтобы обеспечить напря

5

0

5

U

IJ 0

жение питания инверторов в пределах, оговариваемых техническими условиями на данную серию интегральных микросхем.

Напряжение затвор - сток полевого транзистора 5 не изменяется при изменении напряжения источника питания устройства УПИТ позтому напряжение питания инверторов остается стабильным в широком диапазоне изменения напряжения источника питания

. Благодаря этому пороги сраба- тьгаания первого и второго инверторов не влияют на время перезаряда конденсатора 4 и частота генерации устройства не изменяется.

В процессе генерации прямоугольных импульсов в момент, когда на выходе инвертора 2 устанавливается уровень логической 1 (см.и нафиг.2й), конденсатор 4 подключается через открытый диод 7 к источнику напряжения, образованному последовательно включенными резисторами 8 и 9, зашунтированными конденсаторами I1 и 12.

В момент, когда на выходе инвертора 2 устанавливается уровень О (см. и, на фиг. 2а), конденсатор 4 подключается через открытый диод 6 к источнику напряжения на резисторе 9, зашунтированному конденсатором 12,

Таким образом, напряжение на конденсаторе 4 (см. и, на фиг. 2в) при уровне логической 1 на выходе ин- 5 вертора 2 меньше напряжения питания лиг, инверторов на величину паде0

IJ

ния напряжения на резисторе 10, за- шунтированном конденсатором 13, При уровне логического О на выходе инвертора 2 напряжение на конденсаторе 4 меньше напряжения питания Un,T верторов на величину падения напряжения на последовательно включенных резисторах ГО и 8, зашунтированных конденсаторами 13 и 11.

Следовательно, при работав устройства на средних и низких частотах на входе первого инвертора не возникает напряжений, превышающих напряжение питания инвертора Unj , и надежность работы генератора существенным образом возрастает.

Формула изобретения

Генератор прямоугольных импульсов , содержащий два соединенных последовательно инвертора на КМДП-транзисторах, выход первого инвертора

через времязадающий резистор соединен с входом первого инвертора, который через времязадающий конденсатор соединен с выходом второго инвертора, первый резистор, отличающийся тем, что, с целью повьшения надежности работы генератора, расширения частотного диапазона и повьшения стабильности часто ты при изменении напряжения питания в него введены полевой транзистор, первый и второй диоды , второй и третий резисторы и первый, второй и третий конденсаторы, шунтирующие соответственно первый, второй и тре тий резисторы, исток полевого тран12217116

зистора соединен с положительной тиной источника питания, сток - с положительной шиной источника питания инверторов, первый резистор включен между затвором лолевого транзистора и анодом первого диода, катод которого соединен с входом первого инвертора , второй резистор включен между анодом первого диода и отрицательной

, 10 шиной источника питания инверторов, третий резистор включен между затвором и стоком полевого транзистора, анод второго диода соединен с входом первого инвертора , а катод - с затвором полевого транts

зистора.

зистора.

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться . в качестве генераторощ тактовых импульсов, серии импульсов, генератора временных меток в различных устройствах обработки информации, автоматики и вычислительной техники. Цель изобретения - повышение надежности рабо.у пит Hf -Ь и пит. / Vut.j

фи9.2

Составитель Н.Ферапонтова Редактор Л.Повхан Техред О.СопкоКорректор М.Демчик

Заказ 1618/57 Тираж 816Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ШШ Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4