Управляемый генератор Советский патент 1987 года по МПК H03K3/28 

113

Изобретение относится к импульснъй технике и может быть использовано в радиоэлектронных устройствах, например в устрййствах с фазовой автоподстройкой частоты.

Цель изобретения - упрощение устройства и повьпиение стабильности ei o частоты.

Цель достигается тем, что выход четвертого инвертора подключен к вто рому входу третьего инвертора, в качестве которого использован элемент И-НЕ.

На фиг. 1 представлена электрическая схема управляемого генератора; на фиг 2 - диаграммы изменения потенциала на входе инвертора 4; на фиг. 3 - временные диаграммы изменения потенциалов.

Управляемый генератор импульсов содержит последовательно соединенные инверторы 1 и 2 и логический элемент 2И-НЕ 3, инвертор 4, выход которого соединен с вторым входом элемента 2И-НЕ 3, конденсатор 5, включенный между выходом инвертора 2 и входом инвертора 1, резистор 6, включенньш между входом инвертора 1 и выходом элемента 2И-НЕ 3, соединенным через конденсатор 7 с катодом диода 8, анод которого соединен с общей шиной, н базой транзистора 9, эмиттер которого соединен с входом инвертора 4 и через резистор 10 с общей шиной, а коллектор соединен через резистор 11 с шиной источника управляющего напряжения. I

На фиг. 3 также обозначены потенциал и, на входе инвертора 1, потенциал Uj на выходе инвертора 2, потенциал Uj на выходе элемента 2И-НЕ 3, потенциал U на входе инвертора 4, потенциал U на выходе инвертора 4.

Управляемый генератор работает следующим образом.

Пусть первоначально на входе инвертора 1 и выхода инверторов 2 и 4 устанавливается уровень логической 1, на выходе элемента 2И-НЕ 3 - логический О .В момент времени t (фиг.З, Ьд) начинается разряд конденсатора 5, в результате чего на входе инвертора 1 в момент времени tj потенциал падает до уровня Е (фиг. 3, U,), соответственно меняется состояние инвертора 2 (фиг. 3, Uj) и элемента 2И-НЕ 3. На выходе элемента 2И-НЕ 3 В момент времени tj появляется высо-

10

15

20

25

1f U7j2

кий потенциал (фиг. 3, Uj) , которьп через конденсатор 7 и транзистор 9 поступает на вход инвертора 4 (фиг.З, и), с выхода последнего низкий по- , тенциал фиксирует состояние элемента 3 с высоким потенциалом на его выходе. По мере зарядг конденсатора 7 потенциал на входе инвертора 4 падает (фиг. 3, и) и достигает порога срабатывания в момент времени t, Возникает лавинообразный процесс в кольце положительной обратной связи по цепи: выход инвертора 4, второй вход элемента 3, выход элемента 2И-НЕ 3, конденсатор 7, транзистор 9, вход инвертора 4, в результате которого на выходе элемента 3 устанавливается низкий потенциал и конденсатор 7 разряжается через диод 8 и выход элемента 3, К моменту начала лавинообразного процесса на выходе инвертора 2 и соответственно на первом входе элемента 3 устанавливается высокий потенциал, поскольку постоянная времени конденсатора 5 во много раз меньше П11СТОЯННОЙ времени конденсатора 7.

В момент времени U (фиг. 3,

II.

начинается разряд конденсатора 5, потенциал на входе инвертора 1 в момент

5

0

5

0 времени t падает до уровня Е (фиг. 3, и,) ,

пор

а на выходе элемента 2И-НЕ 3 в момент времени tj устанавливается высокий потенциал и процессы повторяются. При этом на участке tj , tj и t. ,t восстанавливается заряд конденсатора 5.

Принцип управления частотой генератора рассматривается с использованием эпюры, изображенной на фиг. 2, где Е, - потенциал управляющего напряжения; Е„др - порог срабатывания инвертора 4; t, - время установления на входе инвертора 4 высокого потенциала .

Кривая I представляет собой изме- нение потенциала на входе инвертора 4 для случая, когда Е„,Г1 Еу, где - амплитуда импульса на выходе инвертора 3.

50

Кривая II соответствует случаю.

когда Е„,п

Е

7 Е

пор

55

Максимальное значение времени заряда конденсатора 7 и соответственно минимальное значение час тоты генератора имеют место в первом случае.

Для второго случая характерно наличие двух участков на эпюре входного потенциала инвертора 4.

313

Участок -характеризуется быстрым зарядом конденсатора 7, когда оба перехода транзистора 9 смещены в прямом направлении и заряд конденсатора происходит через параллель- но включенные резисторы 10 и 11,

Участок

Ч: характеризуется тем, что транзистор 9 уже включен как эмиттерный повторитель и соответственно заряд конденсатора 7 происхо- /о дит через большое входное сопротивление его.

В третьем случае Е Е

пор

ответствует минимальному значению времени заряда конденсатора 7 и соответственно .максимальному значению частоты генератора. В этом случае оба перехода транзистора остаются смещенными в прямом направлении в течение всего периода формирования импульсов на выходе инвертора 4.

Вместо двух инверторов 1 и 2 может быть использован элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, включенный как неинвертирующий элемент, т.е. один вход его соединен с общей шиной. Принцип действия и эпюры напряжений остаются прежними, уменьшае.тся количество связей и элементов в структурной схеме.

Изобретение по сравнению с извест-30 полнительному входу третьего инверным устройством, позволяет устранить

отрицательное влияние процесса переI

ззряда дополнительного конденсатора 5 на прохождение лавинообразного процесса перезаряда конденсатора 7, что повышает стабильность частоты. В то же время становится ненужным диод 8, что приводит к упрощению схемы генератора.

к /оts

20

25

Формула изобретения

Управляемый генератор, содержа1ций три последовательно соединенных инвертора, первый конденсатор, включенный между выходом второго и входом перво го инверторов, резистор, включенный между входом первого инвертора и выходом третьего инвертора, соединенным через второй конденсатор с катодом диода, анод которого соединен с общей шиной, и базой транзистора, эмиттер которого соединен с входом четвертого инвертора и через резистор с общей шиной, а коллектор соединен через резистор с шиной источника управляющего напряжения, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения стабильности частоты, выход четвертого инвертора подключен к второму дотора, в качестве мент И-НЕ.

которого взят эле

Изобретение может быть использовано в радиоэлектронных устройствах, например в устройствах с фазовой ав- топсдстройкой частоты. Цель изобретения - упрощение устройства и повышение стабильности его частоты. Управляемый генератор содержит инверторы 1 - 4 транзистор 9, резисторы 6, 10, и 11. В качестве инверторов 1 и 2 может быть использован элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, включенный как неинвертирующий элемент. Предложенное соединение инвертора 4 и использование в качестве инвертора 3 элемента И-НЕ позволяет устранить отрицательное влияние процесса перезаряда конденсатора 5 На прохождение лавинообразного процесса перезарядки конденсатора 7. 3 ил. СО О О СП (руе./

и

to t3 t

IE

Фиг, 2

t Выя Ч

tl t2

J П

Enop T-Г 1 | ZT

1 ly

tit 5

i Вых 3

t

Фиг 3