Формирователь импульсов Советский патент 1988 года по МПК H03K5/01 

(Л

Л/вв)

00 00

со

4iik

О5

vj

bmrt

ности, повьшенную помехоустойчивость за счет получения выходных импульсов новой формь) и новых уровней, а также

повьппенную стабильность соотношения временных параметров информационных сигналов. 2 ил.

Изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано для формирования многоуровневых импульсов управления. Фор- мирователь импульсов содержит ключевые элементы 4, 9-12, выходные каналы 1, 3, шины 2, 5, 13, 14, 19 источника питания, блок 6 управления, блок 7 задания режима, блок 8 согласования, диоды 15-18, общую шину 20 источника питания. Формирователь импульсов имеет расширенные функциональные возмож

I1

Изобретение относится к импульсной :технике и может быть использовано для Сформирования многоуровневых импульсов I управления.

: Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, повьше- ние помехоустойчивости за счет полу- Учения выходных импульсов новой :и новых уровней, а также повышение :стабильности соотношения временных :параметров информационных сигналов. ; На фиг.1 представлена принципиаль- :ная электрическая схема устройства на фиг.2 - временные диаграммы сигна- ;лов а - на входах устройства; S - на выходе устройства (сплошной линией : показана диаграмма всжодного напряже- 1ния в режиме с постоянным уровнем на- |копления, пунктирной линией - в режи- |ме с линейно-изменяю1димся уровнем накопления); Ь - на четвертой шине ;Источника питания для обеспечения ли- нейно-изменяющегося уро вня накопления .

Формирователь импульсов содержит ;первый выходной канал 1, первую шину 2 источника питания, второй выход- :ной канал 3 первый ключевой элемент 4, вторую шину 5 источника питания, блок 6 управления, блок 7 задания ре- жима, блок 8 согласования, второй 9, третий ,10, четвертый 11, цятый 12 ключевые элементы, третью 13 и четвертую 14 шины источника питания, диоды 15 - 18, пятую 19 и общую 20 шины источника питания.

При этом выход ззьпсодного канала 1 соединен с выходом формирователя импульсов и с общим выводом выходного канала 3. Общий вывод выходного кана- ла 1 соединен с первой шиной 2 источника питания, первый вьшод ключевого элемента 4 соединен с второй шиной 5 источника питания, с общим выводом блока 8 согласования и с выходом выходного канала 3, первые выводы ключевых элементов 9 и 11 соединены с третьей шиной 13, а первые выводы ключевых элементов 10 и 11 - с чет- вертой шиной 14 источника питания, первый и второй выходы блока 8 согласования соединены соответственно с входами выходного канала 3 и ключевого элемента 4, вторые выводы ключевых элементов 11 и 12 соединены с выходом устройства через диоды 15 и 16 соответственно, выход выходного канала 1 соединен с первым выходом блока 6 управления, с первым выходом блока 7 задания режимов, с вторым выводом ключевого элемента 4 и через диоды 17 и 18 - соответственно с вторыми выводами ключевых элементов 9 и 10, второй, третий, четвертый, пятый, шестой выходы блока 6 управления подключены соответственно к входам управления выходного канала 3 и ключевых элементов 9 - 12, седьмой и восьмой выходы блока 6 управления соединены соответственно с первым и вторым входами блока 8 согласования, первый, второй и третий входы устройства соединены с соответствующими входами блока 6 управления, четвертьм и пятый входы которого соединены соответственно с вторым и третьим выходами блока 7 задания режима, выход питания и общий вывод которого соединены соответственно с пятой шиной 19 и общей шиной 20 источника питания.

Блок 6 управления содержит инвертор 21, элемент И-НЕ 22, элемент ИЛИ 23, транзисторы 24 - 28, диоды 29-32.

.Блок 7 задания режима содержит транзисторы 33 - 44, резистор 45 и конденсатор 46.

Блок 7 задания режима формирует на втором и третьим выходах стабилизированные токи, необходимые для обеспечения электрического режима

блока 6 управления. Блок 6 в зависи- мости от комбинации логических сигналов на первом, втором и третьем входах организует необходимые токовые сигналы на первом - восьмом выходах, исключающие протекание сквозных токов через выходные каналы 1 и 3 и ключевые элементы 4, 11 и 12, а также обеспечивающие требуемые временные диаграммы формирователя импульсов.

Формирователь импульсов работает следующим образом.

При нулевых логических сигналах на первом и втором входах формирова- теля (независимо от состояния на его третьем входе) выходные токи блока 6 на выходах с второго по седьмой равны нулю, а на первом и восьмом - принимают требуемые ненулевые значения. Ключевые элементы 9-12 оказьгеаются запертыми, так как на их управляющих входах присутствуют запирающие сигналы. На второй вход блока 8 согласований поступает единичньш токовый сиг- нал, в результате на его первом и втором выходах появляются низкие по- тенциальные уровни по отношению к напряжению на второй шине 5 источника питания, которые обеспечивают быстрое и надежное запирание выходного канала 3 и ключевого элемента 4. Токовый сигнал на первом выходе блока 6 обеспечивает рост потенциала на входе выходного каскада 1 до тех пор, пока не наступает ограничение (отпирается диод Шрттки, шунтирующий коллекторньй переход транзистора в выходном канале 1). Выходной потенциал фиксируется на уровне, практически равном напря- жению на первой шине 2 источника питания и называемом уровнем обогаще-t

«я osorПри поступлении на второй вход формирователя импульсов единичного логического сигнала в момент времени ti (фиг.2а) на третьем и пятом выходах блока 6 управления появляются соответствующие ненулевые токи,, которые переводят ключевые элементы 9 и 11 в открытое состояние. При этом диоды 15 и 17 также открываются. За счет соответствующего выбора величин режимных токов на третьем и пятом выходах блока 6 обеспечивается более, быстрое изменение (уменьшение) потенциала на входе выходного канала 1 (через ключевой элемент 9 и открытый диод 17) чем на выходе устройства

(через ключевой элемент 1 1 и тжчч 15), В этом случае выxoди(н кпнпт 1 находится с запертом состоянии, и сквозной ток не возникает. К.оне 1иос значение выходного потенциала определяется напряжением на третьей тине 13 источника питания и остаточными напряжениями на диоде .15 и ключевом элементе 11 и соответствует уровню обеднения, .

Если в момент времени t на первы вход формирователя импульсов подаетс единичный логический сигнал, а на его третьем входе установлен также единичньш логический сигнал (фиг.Zen) то при t t2 на первом и восьмом выходах блока 6 токи уменьшаются до нуля, а на втором и седьмом выходах устанавливаются заданные ненулевые токи. При этом сначала на втором, а спустя некоторое время и на первом выходе блока 8 согласования появляются потенциалы, обеспечивающие отпирание соответственно выходного канала 3 и ключевого элемента 4. В конце Переходного процесса на выходе формирователя устанавливается потенциал, определяемый напряжением на второй шине 5 источника питания и соответствуюш 1Й верхнему уровню переноса, и перец (фиг. 28). Если на первый вход формирователя вновь подается сигнал логического нуля, то происходит обратное переключение выходного напряжения на уровень обеднения,

и

Если при наличии на первом входе формирователя единичного логического сигнала на второй и третий входы одновременно в момент t-) (фиг.2а) подаются нулевые логические сигналы (строгое совпадение сигналов во времени не является обязательным), то на втором, третьем, пятом и седьмом выходах блока 6 управления устанавливаются нулевые токовые сигналы, а на остальных выходах - соответствующие ненулевые. При этом выходной канал 3 и ключевые элементы 4, 9 и 11 закрываются, а ключевые элементы 10 и 12 отпираются. На входе, выходного канала 1 формируется положительный перепад напряжения, который передается на выход формирователя. При достижении на входе выходного канала 1 напряжения, установленного на четвертой шине 14 источника питания и соответствующего уровню накопления,

открывается днод 18, и ток с перного выхода блока 6 ответвляется в открытый четвертый ключевой элемент 10. Рост потенциала прекращается, на выходе устанавливается уровень накопления (фиг,25) . Пр(и необ- ходимости уровень накопления можно изменять, например, по линейному за- ;кону. В этом случае напряжение на четвертой шине 14 дохокно изменяться IB соответствии с заданным законом, |а на выходе преобразователя сигнал (будет изменяться, как показано пунк- |тирной линией на фиг.2&. I При появлении в момент времени , |единичного логического сигнала на Ь ретьем входе формирователя, на первом и восьмом выходах блока 6 токи выключаются, а на втором и седьмом появляются. Переключение происходит ак и при переходе с уровня обеднени (на уровень переноса: ток нагрузки Ьротекает через выходной канал 3. Если при переключении сигналов на втором и третьем входах из единичног логического состояния в нулевое на tiepBOM входе установлен нулевой логи еский У1)овень, то на выходе происходит переключение с уровня обеднения йа уровень обогащения, при этом ток Нагрузки протекает от первой шины 2 Источника питания через выходной канал 1.

: Блок 6 управления работает следующим образом.

При нулевых логических сигналах ha первом и втором входах на базах транзисторов 24 и 25 устанавливаются высокие потенциалы, и транзисторы оказываются запертыми, поскольку потенциал на их эмиттерах фиксирован Прямосмещенными диодами 29 и 30. На третьем - шестом выходах блока 6 управления токи нулевые. Нулевой логический уровень на базе транзистора 27 приводит к запиранию транзистора 26, так как потенциал его базы фиксирован диодом 30. В результате на втором и седьмом выходах блока 6 управления токи также отсутствуют, а на первом и восьмом - определяются соответствующим входным током блока 6 управления и соотношением площадей коллекторов транзистора 27 ,.. Транзистор 28, который идентичен по характе ристикам транзистору 27, может находиться либо в отсечке (при единичном сигнале пя третьем входе блока 6),

0

5

0

либо в активной области (при нулевом сигнале на третьем входе). В обоих случаях он практически не влияет на выходные токи блока 6 управления. Элемент ИЛИ 23 обеспечивает лишь усиление входного тока.

Если напряжение на первой шине 2 источника питания отрицательное, то диод 31 открыт, и ток на вход выходного канала 1 протекает от первого выхода блока 6 управления. Если на первой шине 2 напряжение положительное, то диод 31 запирается, и ток на вход выходного канала 1 протекает от первого выхода блока 7 задания режима. В результате связь первого выхода блока 7 с входом выходного ка нала 1 позволяет расширить диапазон регулировки уровня обогащения в область положительных значений напряжения относительно общей шины 20,

Если на второй вход подан сигнал логической единицы, а на первый 5 вход - нулевой сигнал, то открыты транзисторы 25 и 27, обеспечивающие протекание соответствующих выходных токов блока 6 управления.

Если на всех входах блока 6 управления установлены единичные логические сигналы, то выходные токи определяются транзисторами 25 и 26, находящимися в активном режиме (остальные транзисторы заперты).

При нулевых сигналах на втором и третьем входах и единичном сигнале на первом входе на обоих входах элемента И-НЕ 22 - единицы.-В итоге транзисторы 24 и 28 открыты, а остальные транзисторы запираются.

Наконец, если на втором входе установлен нулевой сигнал, а на других входах - единичные, то в открытом остоянии находятся транзисторы 24 и 26.

Диоды 31 и 32 исключают насьш1ение транзисторов 27 и 28 в случае, если потенциал на первом выходе блока 6 управления оказывается положительным.

0

5

0

5

Формула изобретения

Формирователь импульсов, содержащий первый ключевой элемент, два выходных канала, два информационных входа, первьш вывод первого выходного канала соединен с первой шиной источника питания, второй вывод первого выходного канала соединен с выходом

устройства и с первым выводом второго выходного канала, второй вывод которого соединен с второй шиной источника питания, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повьппения помехоустойчивости, в него введены блок управления, третий информационньй вход, блок задания режима, блок сог- ларования, второй, третий, четвертьй и пятьй ключевые элементы, причем первые выводы второго и третьего ключевых элементов соединены с третьей шиной источника питания, первые вы- воды четвертого и пятого ключевых элементов соединены с четвертой шиной источника питания, первый вывод первого ключевого элемента и общий вьгоод блока согласования соединены с второй шиной источника питания, первьй и второй выходы блока согласования соединены соответственно с входами второго выходного канала и первого ключевого элемента, вторые вьшоды третьего и пятого ключевых элементов соединены с выходом устройства через первьй и второй диоды

а

соответственно, второй вывод первого ключевого элемента соединен с входом первого выходного канала, с первыми выходами блока управления и блока задания режима и через третий и четвертьй диоды соответственно - с вторыми выводами второго и четвертого ключевых элементов, второй, третий, четвертьй, пятьй, шестой выходы блока управления соединены соответственно с входами второго выходного канала, второго, четвертого, третьего, пятого ключевых элементов, седьмой и восьмой выходы блока управления соединены соответственно с первым и вторым входами блока согласования, первьй, второй и третий информационные входы устройства соединены с соответствующими первым, вторым и третьим входами блока управления, четвертьй и пятьй входы которого соединены соответственно с вторым и третьим выходами блока задания режима, вывод питания и общий вывод которого соединены соответственно с пятой и общей шинами источника питания.