Формирователь прямоугольных импульсов из напряжения сети Советский патент 1988 года по МПК H03K5/01 H02M1/08 

со

СХ) 00 4 0

; Изобретение относится к импульсно I технике, а именно к устройствам фор- |мирования и преобразования импульсов прямоугольной формы и может быть ис- пользовано в устройствах формирования импульсов синхронизации для телетайпных аппаратов, работающих от сети переменного тока.

При синхронизации аппаратов от I сети переменного тока возрастает юс I помехозащищенность и надежность ра- |боты по сравнению с аналогичными ап- 1паратами с независимой синхрониза- щией, однако при зтом возникает не- |обходимость в обеспечении жесткой I фазовой стабильности синхроимпульсов и высокой крутизны фронтов, Цель изобретения - увеличение I крутизны фронтов импульсов и повыше- |ние фазовой стабильности импульсов,, I На чертеже изображаема электричес- |кая принципиальная схема устройства. i Формирователь прямоугольных имj ,

:пульсов ИЗ напряжения сети содержит делитель 1 напряжения на первом и втором резисторах, первьй инвертор 2 ;вход которого соединен с первым выво дом третьего резистора 3, конденса- ITOP 4, источник 5 напряжения сети, катушку 6 индуктивности, стабилитрон 17, второй инвертор 8„ трансформатор 9, перви ная обмотка которого под- :ключена к источнику 5 напряжения се- :ти, первьй вывод вторичной обмотки ;соединен с. общей шиной, а второй под ;ключен к первому входу делителя 1 напряжения, выход которого соединен через катод-анод стабилитрона 7 с об щей щиной, а второй вход через катуш ку 6 индуктивности - с входом первог инвертора 2, выход которого подключен через второй инвертор 8 к выходной щине 10, которая соединена с вторым выводом третьего резистора 3, шунтированного конденсатором 4, причем параметры катушки индуктивности выбраны из соотношения

D . , и ,

50

ty - длительность фронта импульса;

L - индуктивность катушки индуктивности;RI - сопротивление второго рези-.

стора делителя;

RC - сопротивление резистора 3; С емкость конденсатора 4.

о 5 0

с

- 0 5 ,, 0 5

0

5

Шины питания инверторов 2 и 8 подключены к первой обкладке дополнительного конденсатора 11 и катоду диода 12, анод которого соединен с вторым выводом вторичной обмотки трансформатора 9.

Формирователь работает следующим образом.

Синусоидальное напряжение источника 5 преобразуется в напряжение трапецеидальной формы с помощью делителя 1 и катушки 7 индуктивности. При этом отрицательный полупериод синусоиды срезается на уровне О,7.В прямым сопротивлением стабилитрона 7, а положительная волна ограничивается на уровне порога cтaбилизaцииj которьй выбирается несколько меньшим питающего напряжения инверторов.

Сформированное трапецеидальное напряжение поступает на вход первого инвертора 2, Инвертор 2 срабатывает в момент достижения входным сигналом его порога срабатывания как н положительную, так и в отрицательную стороны с учетом ширины зоны гистерезиса, обусловленной положительной обратной связью. Инвертор 2 переворачивает фазу входного сигнала на 180 и сокращает длительность фронтов, приближая сигнал к прямоугольной форме. После первого инвертора 2 ера- батывает второй инвертор 8, еще раз переворачивая фазу на 180 , и вступает в действие цепочка обратной связи на конденсаторе 4 и резисторе 3, которая оказывается положительной, поскольку суммарньм фазовый сдвиг сигнала от выхода до входа составляет. З бО , Положительная обратная связь в первьй момент опрокидывания форсируется, поскольку сопротивление R конденсатора 4 для фронта импульса очень мало, а сопротивление R катушки 6 индуктивности, наоборот, очень велико, В результате форсирования обратной связи коэффициент усиления каскадно включенных инверторов 2 и 8 резко возрастает и соответственно возрастает крутизна фронта импульса. Через короткий интервал времени t действие форсирования исчезает и коэффициент обратной связи восстанавливает исходное значение, определяемое отношением , позволяя очередное срабатывание от следующего фронта входного сигнала.

Если во время работы схемы изменилось напряжение сети, то это вызывает пропорциональное изменение питающего напряжения инверторов 2 и 8 благодаря тому, что они питаются через выпрямитель на конденсаторе 11 и диоде 12 от напряжения питающей сети, пониженного трансформатора 9. При этом Порог срабатывания инверторов 2 н 8 в силу их свойств также изменяется пропорционально напряжению сети, В результате происходит полная взаимная компенсация изменения крутизны входного сигнала и порога срабатыва- ния, а фаза сформированного сигнала остается постоянной. Таким образом, обеспечивается высокая фазовая стабильность данного формирователя синхроимпульсов.

Положительный эффект от использования предлагаемого формирователя по сравнению с известным заключается в увеличении крутизны прямоугольных импульсов, сформированных из напряжения сети, в 3 раза и повышении их фазовой стабильности в 5 раз.

Если в известном формирователе крутизна фронтов импульсов составляет 300 НС, то в предлагаемом при той же элементной базе она равна 100 не. Соответственно фазовая нестабильность импульсов при колебаниях напряжения в сети ±10% составляет у известного.

О

формирователя 4,5 , у предлагаемо - го - 0,9°.

Эти преимущества позволяют в целом повысить надежность работы устройств, для синхронизации которых предназначены формирователи. В част- ности значительно увеличивается безотказность работы телетайпных аппаратов, управляемых с помощью предлагаемых формирователей, за счет обеспечения достаточно точной синхрони- зации.

Формула изобретения

1. Формирователь прямоугольных импульсов из напряжения сети, содержа-

щий делитель напряжения, на первом и втором резисторе, первые инвертор, вход которого соединен с первым выводом третьего резистора, конденсатор, источник напряжения сети, о т - личающийся трм, что, с целью увеличения крутизны фронтов импульсов, в него введены катушки индуктивности, стабилитрон, второй инвертор и трансформатор, первичная обмотка которого подключена к источнику напряжения сети, первый вывод вторичной обмотки соединен с общей шиной, а второй подключен к первому входу делителя напряжения, выход которого соединен через катод-анод стабилитрона с общей шиной, а второй вход через катушку индуктивности - с входом первого инвертора, выход которого подключен через второй инвертор к выходной шине, которая соединена с вторым выводом третьего резистора, шунтированного конденсатором, шины питания инверторов подключены к первой обкладке дополнительного конденсатора и катоду диода, анод которого соединен с вторым выводом вторичной обмотки трансформатора, причем параметры катушки индуктивности выбраны из соотношения

I-RC-0 3.4.

где t.. - длительность фронта импульп

са; L - индуктивность катушки ин. дуктивности; .

R j - сопротивление второго резистора делителя; Rg - сопротивление реяистора;

С - емкость конденсатора. 2. Формирователь по п.1, отличающийся тем, что, с целью повьшгения фазовой стабильности импульса, в нем шины питания инверторов подключены к первой обкладке дополнительного конденсатора и катод диода, анод которого соединен с вто- шым выводом вторичной обмотки трансформатора .

Изобретение может быть использовано в устройствах формирования импульсов синхронизации для телетайпных аппаратов, работающих от сети переменного тока. Изобретение позволяет увеличить крутизну фронтов генерируемых импульсов и повысить их фазовую стабильность. Для зтого в предлагаемый формирователь дополнительно введены катушка 6 индуктивности, стабилитрон 7, второй инвертор 8 и трансформатор 9. Устройство также содержит делитель 1 напряжения на резисто pax, первьй инвертор 2, конденсатор 11, диод 12 и резисторы. В предложенном формирователе, по сравнению с известным, крутизна прямоугольных импульсов, сформированных из напряжения сети, увеличена примерно в три раза, а фазовая стабильность повышена в пять раз. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л