Генератор импульсов Советский патент 1988 года по МПК H03K3/03 

(61) 1140231

(21)4070036/24-21

(22)22.05.86

(46) 23.07.88. Бюл. № 27

(72) В.П.Бакалинскйй, В.С.Кивлюк

и А.Г.Хлонь

(53)621.373 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР

1140231, кл. Н 03 К 3/023,21.09.83,

(54)ГЕНЕРАТОР ШПУЛЬСОВ

(57)Изобретение может быть использовано для формирователей интервалов времени в аппаратуре автоматики, телемеханики и вычислительной техники. Изобретение позволяет повысить точность при настройке и расширить сетку формируемых интервалов времени.

.Это достигается за счет введения в генератор импульсов Р-1 дополнительных резисторов и мультиплексора-демультиплексора и позволяет формировать несколько временных интервалов при одном и том же значении время- задающей емкости, осуществлять в процессе настройки установку величин формируемых временных интервалов с необходимой точностью. На чертеже показаны компаратор 1, времязадаю- щая ЕС-цепь 2, состоящая из соединенных последовательно конденсатора 3-1 - 3-п и резистора 4-1, триггер 5, делитель 6 напряжения, выполненный на резисторах 7 и 8, элемент ИЛИ-НЕ 9, шину 10 управления, мажоритарные элементы 11-1 - 11-п кодовые шины 12-1 - 12-п, управляемые ключи 13-1 - 13-(п+1), элемент ИЛИ 14, выходную шину 15, информационный 16 и управляющие 17-1 - 17-j входы и выходы 19-1 - 19-р мультиплексора- демультиплексора 18. 2 ил. W Л

S

сл

ГЧ)

10

15

20

1 -1411930

Изобретение относится к импульс- i ной технике, может использоваться для формирования интервалов времени в аппаратуре автоматики, телемеханики, вычислительной техники и является усовершенствованием генератора I по авт. св. 1140231. Цель изобретения - повышение точностных характеристик при настройке и расширении сетки формируемых интервалов времени.- достигается тем, что путем введения дополнительных резисторов и мультиплексора-демуль- типлексора получена возможность формировать несколько временных интервалов при одном и том же значении времязадающей емкости,, а также осу- j ществлять в процессе настройки установку величин формируемых временных интервалов с необходимой точностью за счет плавного изменения соответст- вукнцих времязадающих резисторов, которые имеют более высокие регулировочные характеристики, меньший вес и габариты по сравнению с конденсаторами того же назначения.

На фиг. 1 представлена функциональная схема генератора Ш4пульсов на фиг.2 - эпюры напряжений, поясня- кяцие его работу.

Генератор импульсов содержит компаратор 1, времязадаюв(ую RC-цепь 2, состоящую из соединенных последовательно конденсатора 3-1 - 3-N и резистора 4-1 - 4-р, триггер 5, делитель 6 напряжения, состоящий из резисторов 7 и 8, элемент ИЛИ-НЕ 9, шину 10 управления, мажоритарные элементы |11-1 - t1-N, кодовые шины 12-1 - 12-N, |управляемые ключи 13-1 - 13- (N+1) , |элемент ИЛИ 14 и выходную шину 15. рбоще выводы времязадающей RC-цепи 2 |н делителя б напряжения соединены с ходами компаратора 1, выход которого

ментов 11-1 - 11-N, третьи входы торых подключены к кодовой шине равления 12-1 - 12-N. Информацио 16 и управляющие 17-1 - 17-j вх мультиплексора-демультиплексора соответственно подключены к пря выходу триггера 5 и дополнительн кодовой шине управления. Одни в ды дополнительных резисторов 4-2 4-р объединены и соединены с обп выводом времязадающей RC-цепи 2, вый вывод которой и другие вывод полнительных 4-2 - 4-р резистор соединены с соответствующими инф мационными выходами 19-1 - 19-р мультиплексора 18.

Генератор работает следукйцим разом.

,При работе в ждущем режиме в ходном состоянии на шине 10 упра ления установлена логическая 1 на прямом и инверсном выходах тр

30

40

гера 5 - логические О

(VHP)

и

25 ( соответственно, на выхода компаратора 1 и элемента ИЛИ 14 гические О - (V). Ключ 13-(N+ разомкнут, и на швертирующем вх компаратора 1 установлено напряж ние У„ vl

ni ияв

Так как на первых и третьих в дах мажоритарных элементов 11 ус новлены логические О (с прямо выхода триггера 5 и выхода комп тора 1), на их выходах также ус 35 новлены логические О. Поэтому чи 13 разомкнуты и конденсаторы отключены, т.е. начальные напряж ния равны 0.

Предположим, что на шине 17 у равления установлены логические Тогда канал X-XI мультиплексора замкнут и резистор 4-1 соединен прямым выходом триггера 5.

Предположим, что на шине 12-1

12-2 - 12-N - логичес

одключен к первьм входам триггера 5, 45 равления установлена логическая

Цажоритарных элементов 11-1 - 11-N,

Элементов ИЛИ 14 и ИЛИ-НЕ 9 и инфорЦационньм входам управляемых ключей

l3-l - 13-К, выходы KOToiftDC через

онденсато1 л 3-1 - 3-N соединены с 50

Ьбщим вьшодом времязадающей RC-цепи 2.

Второй вход логического элемента НЛИ-НЕ 9 соединен с шиной 10 управ- Ьения, а выход - с вторым входом |григгера 5, прямой выход которого 55 Соединен с информационным и управляю- рм входами 13-(1И-1)-го управляемого слюча, с вторыми входами логичес сого Элемента ИЛИ 14 и мажоритарных элеа на шинах кие О.

При поступлении импульса запу (логического О) на шину 10 упр ления триггер 5 устанавливается состояние, при котором на его пр

1 ()

мом выходе логическая i на инверсном выходе - логической

( ) .

На управляющий вход ключа 13с прямого выхода триггера 5 пост ет логическая 1, он замыкается на инвертирующем входе компарато устанавливается напряжение

0

5

0

ментов 11-1 - 11-N, третьи входы которых подключены к кодовой шине управления 12-1 - 12-N. Информационный 16 и управляющие 17-1 - 17-j входы мультиплексора-демультиплексора 18 соответственно подключены к прямому- выходу триггера 5 и дополнительной кодовой шине управления. Одни выводы дополнительных резисторов 4-2 - 4-р объединены и соединены с обпрш выводом времязадающей RC-цепи 2, пер-, вый вывод которой и другие выводы дополнительных 4-2 - 4-р резисторов соединены с соответствующими информационными выходами 19-1 - 19-р де- мультиплексора 18.

Генератор работает следукйцим образом.

,При работе в ждущем режиме в исходном состоянии на шине 10 управления установлена логическая 1, на прямом и инверсном выходах триг0

0

гера 5 - логические О

(VHP)

и

Г

5 ( соответственно, на выходах компаратора 1 и элемента ИЛИ 14 - логические О - (V). Ключ 13-(N+1) разомкнут, и на швертирующем входе компаратора 1 установлено напряжение У„ vl

ni ияв

Так как на первых и третьих входах мажоритарных элементов 11 установлены логические О (с прямого выхода триггера 5 и выхода компаратора 1), на их выходах также уста- 5 новлены логические О. Поэтому ключи 13 разомкнуты и конденсаторы 3 отключены, т.е. начальные напряжения равны 0.

Предположим, что на шине 17 управления установлены логические О, Тогда канал X-XI мультиплексора 18 замкнут и резистор 4-1 соединен с прямым выходом триггера 5.

Предположим, что на шине 12-1 уп5 равления установлена логическая

И411

12-2 - 12-N - логичеса на шинах кие О.

При поступлении импульса запуска (логического О) на шину 10 управления триггер 5 устанавливается в состояние, при котором на его (), а

О

мом выходе логическая i на инверсном выходе - логической

( ) . ,

На управляющий вход ключа 13(N+1)

с прямого выхода триггера 5 поступает логическая 1, он замыкается и на инвертирующем входе компаратора 1 устанавливается напряжение

m (V -V )+V°

Ш

где m Rj/(),

Rv,R - сопротивление резисторов 8

и 7 делителя 6 напряжения.

Так как на первый и второй входы мажоритарного элемента 11-1 с триггера 5 и шины 12 поступают логические 1, на его выходе устанавливается логическая 1, ключ 13-1 замыкается подключая конденсатор 3-1.

Времяэадающая цепь 2 (элементы 4-1, 3-1) оказывается включенной под напряжение Ез„ У„р-У1 и конденсатор 3-1 начинает заряжаться.

Заряд конденсатора 3-1 заканчивается, когда напряжение на неинверти- рукщем входе компаратора 1 достигает

величины V| величины V

п,

С01

а на конденсаторе 3-1 - V -V°

05 i 1

Компаратор 1 переключается и логическая 1 (VJ) с его выхода устанавливает триггер 5 в исходное состояние. Ло гическая 1 на выходе ма- зкоритарного элемента 11-1 подтверждается логическая 1 на его втором (с шины 12-1). и третьем (с компаратора 1) входах.

Величина формируемого интервала времени с момента запуска генератора и до переключения триггера 5 в исходное состояние (импульс формируется на выходе триггера 5) определяется из выражения

3-1 1(Е,,-0)/(Е, -V,, ), Йолагая, что

,

v° v

пр инв «

г. V

A.i

получаем t

, %. lntl/(1-m)3.

Так как на прямом выходе тригге- ра 5 устанавливается логический О, ключ 13-(N+1) размыкается и на инвертирующем, входе компаратора 1 устанавливается напряжение V.

Открытое состояние ключа 13-1 подтверждается логической 1 с выхода мажоритарного элемента 11-1 и время- задающая цепь 2 оказьшается включенной под напряжение Е ,, рое по знаку противоположно начально му напряжению на конденсаторе 3-1, и последний начинает перезаряжаться. При этом на неинвертирующем

кото- ,

411930-

входе компаратора 1 возникает положительный скачок напряжения V

10

Ч;о1 пр подтверждающий еди Еэ12ничное состояние компаратора 1.

Перезаряд конденсатора заканчивается, когда напряжение на неинвертирующем входе компаратора 1 достигает величины V

пр

а на конденсаторе ,о

3-1 - величины Uccrtj E .j j-Vni+VnpftO.

Компаратор 1 переключается, на erff выходе устанавливается логический О, на выходе мажоритарного элемента 11-1 - также логический О, так

как на его первом и третьем входах О. О

логические

Логическим U на управляюсцем входе ключ 13-1 размыкается, конденсатор 3-1 отключается и устройство возвращается в исходное состояние.

Величина формируемого интервала времени с момента установления триггера 5 в исходное состояние и до момента возвращения устройства в исходное состояние (импульс формируется на выходе компаратора 1) определяется из выражения

30

40

45

55

3

или

-iVi

ln(.V,, )/(E,,-V,)

35

t,2 ttR., Cj. In(Hm). Тогда длительность импульса на выходе элемента 14 и на выходе мажоритаг но- го элемента 11-1 определяется из выраженияTOOOI , S-1 1пС(Нт)/(1-тП.

При работе в автоколебательном режиме на шину 10 управления подается погический О и работа устройства Происходит аналогично работе в ждущем режиме. Отличие заключается в том, что при возвращении устройства в исходное состояние на выходе элемента ИЛИ-НЕ 9 устанавливается логическая 1 и происходит повторный запуск устройства. При этом каждый последующий период следования импульсов начинает формироваться при нулевом начальном напряжении на конденсаторе 3.

Таким образом, после включения напряжения питания величина первого периода и величины последутацкх периодов следования импульсов равны и равны длительности импульса, формируемого на выходе элемента ИЛИ 14 в ;Ждущем режиме.

При изменении двоичного кода на шинах 12 управления подключается дру51

гой времяэадающий конденсатор,а при изменении двоичного кода ча шинах 17 управления - другой времязадающий резистор, что упрощает формирование сетки интервалов времени в широком диапазоне.

Плавная и независимая регулировка величины формируемого интервала времени, осуществляемая в процессе производства за счет изменения величины независимых времязадающих сопротив-, лений, повьппает точность устройства, делает его более технологичным и простым.

Формула изобретения

Генератор импульсов по авт. св. № 1140231, отличающийся

0

5

9306

тем, что, с целью повьппения точности и упрощения генератора при формировании сетки интервалов времени в широком диапазоне, в него введены Р-1 дополнительных резисторов и мульти- плексор-демультиплексор, одни выводы дополнительных резисторов объединены и соединены с общим выводом времяза- дающей RC-цепи, первый вывод которой и другие выводы дополнительных резисторов соединены с соответствующими информационными выходами мультиплексора- демультиплексора, информационный и управляющий входы которого соответственно подключены к прямому выходу триггера и дополнительной кодовой шине управления.