Одновибратор Советский патент 1987 года по МПК H03K3/284 

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться для формирования импульсов, стабилизированных по л. 1ительности.

Цель изобретения - стабилизация длительности выходного импульса и обеспечение работоспособности в режиме укорочения импульсов за счет того, что в одновиб- раторе создается измерительный мост, два нлеча KOTOpoi O, подключенные к одному полюсу источника питания, образованы выходной и входной цепями усилителя тока, два плеча, подключенные к другому полюсу источника питания, - выходной цепью ocHOBHOi O транзисторного ключа и время- задающим конденсатором и выходной ценью дог1олните;|ьпого транзисторног о ключа и времязадаюп1им резистором соответственно, а к другой диагонали моста подключены входы элемента сравнения.

Отнопгение токов в плечах моста равно коэффициеьггу передачи усилителя тока, стабилизируется им и не зависит от напряжения источника питания и температуры, а падение напряжения, возникающее в выходной цепи ocHOBHOi o транзисторного ключа, компепсируется падением напряжения, воз- никаюш.им в выходной цепи дополнительного транзисторного ключа. Благодаря этому обеспечивается стабилизация отношения ско- ростп заряда времязадаюп1,его конденсатора к порогу срабатываппя элемента сравнения и, как следствие, пезависи.мость длительности выходного импульса от напряжения ис- 14)чпика питания и температуры.

Использование тактируемого триггера, управляемого фронтом входного сигнала, обеспечивает независимость длительности пмпу.пьса, формируемого устройством, от дли- тел Л1ости. входного импу;1ьса.

На фиг. 1 показана принципиальная схема одповибратора; на фиг. 2 - временная диаграмма изменения напряжепия на время- задаюидем конденсаторе, поясняюп1,ая принцип стабилизации выходного импульса.

Одновибратор содержит входную 1 и выходную 2 тины, триггер 3, вход которого подключен к входной нтне , а выход - к выходной (пине 2, элемент 4 сравнения, выход которого подключен к входу обнуления триггера, времязадаюпше конденсатор 5 и резистор 6, транзисторный к.мюч 7, выполненный, например, по схеме с общим коллектором на транзисторе п -р-п-типа, вход которого подключен к выходу триггера, логический ключ 8, вход которого нод- ключен к тине «Обпшй, дополнительный транзисторный ключ 9, аналогичп1 1Й основному транзисторному ключу 7, вход которого о;.ключен к выхо.ту логического к.люча, и уси.:1итель 10 тока, выход которого подключен к выходу транзисторного ключа 7, нер- нс)му входу элемента 4 сравнения и через )5ремя;5адаюндий конденсатор 5 к тине «Обилий, а вход - к второму входу элемента

0

5

0

5

0

5

0

5

0

4 сравнения и через времязадающий резистор 6 к выходу дополнительного транзисторного ключа 9, а вход триггера 3 подключен к входной шине 1. В случае необ- ход,имости обеспечения работы в режиме укорочения имнульсов триггер 3 снабжен тактирующим входом, подключенным к входной шине 1, и информационным входом, подключенным к выходу логического ключа 8.

Одновибратор работает следующим образом.

В исходном состоянии триггер 3 выключен. Ири этом на выходной тине 2 устройства фиксируется низкий, а на входах транзисторных ключей 7 и 9 и на информационном входе триггера 3 высокий уровни напряжения, транзисторные ключи 7 и 9 открыты и через их выходные цепи протекают выходной ток 1-2 и входной ток i усилителя тока соответственно, времязадающий конденсатор 5 заряжен до начального уровня напряжения, равного UH sj- Д2, где е - величина напряжения питания; Д2 - падение напряжения в выходной цепи транзисторного ключа 7, которое воздействует на первый вход эле.мента 4 сравнения, на второй вход которого воздействует пороговое напряжение, равное U ЕА-Д1-I|R, где Л1 - падение напряжения в выходной цепи транзисторного ключа 9; R - сопротивление времязадающего резистора б, а на выходе элемента 4 сравнения фиксируется высокий уровень напряжения.

Поступление пускового импульса на входную пшну 1 устройства переводит триггер 3 во включенпое состояние. При этом на его выходной шине 2 устанавливается высокий, а на выходе транзисторного ключа 7 низкий уровни напряжения, выходная цепь этого трапзисторного ключа выключается, и начи- нается процесс линейного разряда времяза- даюн1.его конденсатора 5 выходным током 1- усилителя 10 тока (фиг. 2). Этот процесс продолжается до момента времени ti Т-to, который соответствует моменту достижения порогового уровня, где to - момент начала процесса разряда времязадающего конденсатора 5; Т - длительность этого процесса. При этом на выходе элемента 4 сравнения формируется импульс, который, воздействуя на вход триггера 3, возвращает Одновибратор в исходное состояние.

Длительность выходного импульса определяется системой уравнений UM

UH Л1- I,R;

UM-U«

11 С

Ь

1 де С - емкость

тора;

R - сопротивление резистора;

времязадающего конденса- времязадающего

Ii - входной ток генератора тока; Ь - выходной ток генератора тока. Решением этой системы является выражение

Р р st-Д2- efe+ Д1+ liR Гг

Т С

Минимальная погрешность формирования длительности импульса достигается при условии,

1, откуда ,

где К - коэффициент передачи усилителя тока.

Этому условию удовлетворяет соотношение Т RC.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет полностью исключить влияние напряжения источника питания и температуры на длительность выходного импульса, а его систематическая ошибка не зависит от выбора порогового уровня. Благодаря этому по своему основному показателю - точности формирования выходного импульса предлагаемый одно- вибратор превосходит все известные. Кроме того, он сохраняет указанное преимуш,ество при работе в режиме укорочения импульсов.

Максимальный технико-экономический эффект от использования предлагаемого одновибратора может быть получен при его реализации в виде монолитной интегральной схемы. Этому способствуют следующие особенности его схемы: возможность использования транзисторов одного типа проводимости; идентичность их характеристик; наличие одного источника питания.

Формула изобретения

1. Одновибратор, содержащий времяза- даюший конденсатор, триггер, подключенный к входной и выходной шинам, элемент сравнения, выход которого подключен к входу триггера, транзисторный ключ, вход которого подключен к выходу триггера, генератор тока, выход которого подключен к выходу транзисторного ключа и через времязадаюший конденсатор к шине «Об5 щий, .и дополнительный транзисторный ключ, отличающийся тем, что, с целью стабилизации длительности выходного импульса, в него введены логический ключ, вход которого подключен к шине «Общий, а выход - к входу дополнительного транзисторного ключа, и времязадаюший резистор, генератор тока выполнен в виде усилителя тока, вход которого подключен к первому входу элемента сравнения и через времязадаюш,ий резистор к выходу дополни5 тельного транзисторного ключа, а выход - к второму-входу элемента сравнения, а транзисторные ключи выполнены идентичными на транзисторах с одинаковым типом проводимости.

2. Одновибратор по п. 1. отличающийся

0 тем, что, с целью обеспечения режима укорочения импульсов, триггер снабжен так- тируюшим входом, подключенным к входной шине, и информационным входом, подключенным к выходу логического ключа.

0

Составитель о. Близнюк

Редактор О. ЮрковецкаяТехред И. ВересКорректор Л. Пилипенко

Заказ 2529/.54Тираж 901Подписное

Государственного комитета СССР по делам изоб1)етеним и открытии

1 13035, .Москва, Ж -35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг.г

Изобретение может быть использовано для формирования импульсов, стабилизированных по длительности. Одновибратор содержит входную 1 и выходную 2 шины, триггер 3, элемент 4 сравнения, времязада- ющие конденсатор 5 и резистор 6, транзисторные ключи 7 и 9, логический ключ 8, усилитель тока 10. Он обеснечивает стабилизацию импульсов ио длительности. Максимальный технико-экономический эффект может быть получен при реализации одно- вибратора в виде монолитной интегральной схемы, так как допускается использование транзисторов одного типа проводимости при идентичности их характеристик и наличие одного источника питания. 1 з.н. ф-лы, 2 ил. f2f6f (Л С оо со го 01 ГчЭ