Генератор прямоугольных импульсов Советский патент 1988 года по МПК H03K3/27 

4

--о

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано для формирования управляющих импульсов в цифровых мульти- метрах, вольтметрах, а также в измёрительных системах с автономным питанием. Цель изобретения - снижение потребляемой мощности в широком диапазоне изменения напряжения питания. Генератор содержит первый инвертор 1 на МДП-транзисторе 2 с каналом р-ти- па и МДП-транзистор 3 с каналом п- типа. Исток транзистора 2 через МДП- транзистор 4 подключен к шине питания. Исток транзистора 3 через МДП- транзистор 5 соединен с нулевой шиной питания .На чертеже также показаны конденсатор 6, резистор 7, второй инвертор 8, времязадаюш 1е элементы: резистор 9 и конденсатор 10. Для стабилизации частоты колебаний вместо конденсатора 10 может быть исполь- зован кварцевый резонатор. 2 ил I (Л

1

ш

I

ILLE

L

Ч .

г

ю

1

Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и може быть использовано для формирования управлякмцих импульсов в цифровых мультиметрах, -вольтметрах и измерительных системах с автономным пи- танием.

Цель изобретения - снижение потребляемой мощности в широком диапа- зоне изменения напряжения питания. На фиг.1 представлена электрическая схема генератора прямоугольных импульсов; на фиг.2 - временные диаграммы его работы.

Генератор содержит первый инверто 1 на МДП-транзисторе 2 с каналом, р- типа и МДП-транзисторе 3 с каналом п-типа. Исток транзистора 2 через первый МДП-транзистор 4 подключен к шине питания, а исток транзистора 3 через второй МДП-транзистор 5 соединен с нулевой шиной питания. Затворы транзисторов 4 и 5 через конденсатор 6 соединены с нулевой ши- ной и.через резистор 7 подключены к входу второго инвертора 8. Вход первого инвертора 1 через времязадаю- щий резистор 9 соединен с входом второго инвертора 8 и через времяза- дающий конденсатор 10 с выходом второго инвертора 8, который является выходом генератора.

Генератор работает следующим образом.

При включении напряжения питания и открывается TpiaH3HCTop 4, на затвор которого через конденсатор 6 подается нулевой потенциал. Транзистор 5 при этом остается закрытым, исключая протекание сквозного тока 1р через инвертор 1, который устанавливается в состояние л огической единицы. Инвертор 8 при этом переводится в состояние логического нуля и его выходным импульсом, прошедшим через конденсатор 10 по цепи положительной обратной связи на вход инвертора 1, открывается МДП-транзистор 2 с р-каналом и закрывается ВДП- транзистор 3 с п-каналом. В момент срабатывания инверторов 1 и 8 начинается экспоненциальный заряд время- задающего конденсатора 10 через вре- мязадающий резистор 9 и одновременный заряд конденсатора 6 через ре- зистор 7. , Через интервал времени Т напряжение на времязадающем конденсаторе 10 становится равным порогу

«Q

0 5 -

0 5

0

5

9292

срабатывания U, инвертора 1, который при этом устанавливается в состояние логического нуля, а инвертор 8 - в состояние логической единицы. На вход инвертора 1 через вре- мязадающий конденсатор 10 поступает , импульс напряжения с амплитудой U после чего начинается экспоненциальный разряд конденсаторов 6 и 10 до момента следующего срабатывания инверторов 1 и 8. Затем процесс повторяется.

В установившемся режиме работы изменение напряжения на времязадающем конденсаторе 10 в процессе его экспоненциального заряда и разряда не превышает порогового уровня Uj,op , значение которого зависит от .постоянной времени заряда конденсатора 6 через резистор 7 и напряжения питания и рут генератора

,nT ехр(-Т„/Т)/С1-«-ехр(-Т„/Т,)1 .

При равенстве постоянных времени заряда конденсаторов 6 и 10 Тц C(pR J Т2 длительность Ту частота f генерируемых импульсов определяются выражениями: Т ц 0,48 Т f 1/2,08 Т, а порог срабатывания инвертора 1 составляет Uf,pp 0,38 при возрастании входного напряжения и и (ипит-и„ор)0,62 и„,т при убывании напряжения U на входе инвертора 1.

Уменьшение сквозного тока, про- , текающего через инвертор 1, достигается за счет одновременного изменения во времени сопротивлений сток- исток .транзисторов 2 и 3 инвертора 1 и МДП-транзисторов 4 и 5 при экспоненциальном перезаряде конденсаторов 6 и 10.

При появлении импульса, например, на входе инвертора 1 закрывается транзистор 2 и открывается транзистор 3, в то время как МДП-транзисторы 4 и 5 находятся в проводящем состоянии. В процессе экспоненциального разряда конденсаторов 6 и 10 увеличивается сопротивление сток-исток НДП-транзис- тора 5 и уменьшаются сопротивления сток-исток транзисторов 2 и 4. Вследствие этого переключение инвертора 1 пронсходит при вход-. ном напряжении U (11,.,. ) U|,y7/2. При поступления на вход инвертора 1 нулевого перепада напряжения с выхода инвертора 8 открывается транзис,тор 2 и закрывается транзистор 3. В процессе последующего заряда конденсаторов 6 и 10 увеличивается сопротивление сток-исток МДП-транзистора 4 и.уменьшаются сопротивления сток- исток транзисторов 3 и 5, что приводит к срабатыванию инвертора 1 при входном напряжении .

Генератор прямоугольных импульсов реализуется на универсальном логическом элементе типа К176ЛП1, в сое- тав которого входят комплементарные пары р-канальных и п-канальных МДП- транзисторов, имеющие отдельные выводы цепей стока, истока и затвора. Кроме того, в качестве инверторов мо- .. гут быть использованы элементы И-НЕ, ,ИЛИ-НЕ серии К561, а в качестве МДПФормула изобретени Генератор прямоугольных импульс содержащий два МДП-транзистора и д инвертора на комплементарных парах р-канальных и п-канальных МДП-тран зисторов, вход первого инвертора ч рез времязадающий резистор соедине с его выходом и входом второго инв

fQ тора, выход которого через времяза кнций койденсатор подключен к входу первого инвертора, исток первого М инвертора соединен с шиной питания а его затвор через конденсатор под

(5 ключен к нулевой шине, отлич ющийся тем, что, с целью сн жения потребляемой мощности, в не введен резистор, через которьй вых первого инвертора соединен с заттранзисторов - элементы типов КП304А, 20 ОРО первого МДП-транзистора од- КП305А, КП306 и КП313.

ноге типа проводимости и подключен к затвору второго МДП-транзистора другого типа iпроводимости, исток которого соединен с нулевой шиной, а сток первого и сток второго МДП- транзисторов подключены соответственно к истокам р-канального и п- канального мда-транзисторов, входящих в состав первого инвертора.

Для стабилизации частоты колебаний в предложенном генераторе вместо времязадающего конденсатора 10 может быть включен кварцевый резонатор, например, типа РК 724А-8АХ-32768К-Б-В и применены конденсаторы типа КТ-1 и резисторы типа С2-29.

Формула изобретения Генератор прямоугольных импульсов, содержащий два МДП-транзистора и два инвертора на комплементарных парах р-канальных и п-канальных МДП-тран- зисторов, вход первого инвертора через времязадающий резистор соединен с его выходом и входом второго инвертора, выход которого через времязада- кнций койденсатор подключен к входу первого инвертора, исток первого МДП- инвертора соединен с шиной питания, а его затвор через конденсатор подключен к нулевой шине, отличающийся тем, что, с целью снижения потребляемой мощности, в него введен резистор, через которьй выход первого инвертора соединен с первого МДП-транзистора од-

ноге типа проводимости и подключен к затвору второго МДП-транзистора другого типа iпроводимости, исток которого соединен с нулевой шиной, а сток первого и сток второго МДП- транзисторов подключены соответственно к истокам р-канального и п- канального мда-транзисторов, входящих в состав первого инвертора.

lU-n.

УЛЮ 2

w

7e/i«

У1 И