Управляемый мультивибратор Советский патент 1988 года по МПК H03K3/281 

I щ

-Пл1

4; to

о

О5 4

ot

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для генерации прямоугольных импульсов в автоматике и электронике.

Целью изобретения является повышение

ния цепей управления, а анод светодиода оптрона 16 соединен с первым входом цепи блока 4 и с вторым токоограничиваю- щим резистором 18, соединенным с вторым входом блока связи 4, а катод светорегулирования частоты и скважности генерируемых импульсов.

На чертеже показана электрическая

надежности и расширение области приме- 5 диода - с третьим входом блока 4 связи, нения за счет обеспечения независимогопри этом второй и третий входы блока 4 связи соответственно соединены с питающей и обшей шина. взвешенного источника 15 питания таймера 3.

принципиальная схема управляемого мульти- юБуферный ключ 17 и инвертор 5 могут

вибратора.быть реализованы на транзисторах или

Управляемый мультивибратор содержит времязадающий конденсатор 1, диодный выпрямительный мост 2, интегральный таймер 3, блок 4 связи, инвертор 5, потенциометр 6 регулировки скважности импуль- 15 управления и таймера использованы из- сов, элемент 7 коррекции (резистор 7) не-вестные устройства, например ЛИПС11 - 10.

линейности коэффициента передачи фото-Управляемый мультивибратор работает

диодного оптрона 8, токоограничиваюшийследующим .образом.

резистор 9, повторитель 10, выполненныйВ исходном состоянии на закрытом

в виде транзистора 11, потенциометра 12 JQ выходе интегрального таймера 3 имеется

микросхемах с открытым коллектором с малым остаточным напряжением в открытом состоянии.

В качестве источников питания цепей

регулировки частоты, ограничивающего напряжение резистора 13, источника 14 питания цепей управления, взвешенный источник 15 питания таймера 3.

Блок 4 связи таймера с цепями управнапряжение, близкое к напряжению питания источника 15, и через выпрямительный мост 2 и фотодиод оптрона 8 конденсатор 1 заряжается до верхнего порога таймера 3. Закрытый выход таймера 3

ления содержит фототранзисторный оптрон25 разомкнут, ток, протекающий через резис- 16, буферный ключ 17, токоограничивающийтор 18 и светодиод оптрона 16, воз- резистор 18, условный переключатель 19 цепибуждает уменьшение сопротивления его связи 4, который при работе мультивиб-транзистора и открывает буферный ключ 17. ратора соединен с общими шинами источ-В результате инвертор 5 разомкнут и ток пов- ников питания.торителя 10, протекающий через токоогра- Времязадающий конденсатор 1 соединен30 ничивающий резистор 9 и правое плечо с первым входом выпрямительного моста 2,потенциометра 6, возбуждает в оптроне 8 второй вход которого соединен с закрытымток заряда конденсатора 1. При достиже- выходом таймера 3, открытый выход которогонии верхнего порога в таймере 3 его соединен с первым входом блока 4выходы переключаются, потенциалы на за- связи, выход которого соединен с входомкрытом и открытом выходах становятся инверторного ключа 5 и первыми выводами35 близкими к нулю, оптрон 16 выключается, потенциометра 6 регулировки скважностибуферный ключ 17 размыкается, а инвер- импульсов и резистора 7 коррекции нели-тор 5 замыкается. При этом ток пов- нейности коэффициента передачи фото-торителя 10 протекает по левому плечу диодного оптрона 8. Вторые выводы потен-потенциометра 6 и возбуждает в оптро- циометра 6 и резистора 7 и выход ин-40 не 8 ток разряда конденсатора 1 через вертора 5 объединены. Движок потенцио-фотодиод оптрона 8 и выпрямительный метра 6 регулировки скважности импульсов соединен с катодом светодиода оптрона 8, катод и анод фотодиода которого соответственно соединены с первым и вторым выходами выпрямительного моста 2. Анод45 светодиода оптрона 8 соединен С токо- ограничивающим резистором 9, второй вывод которого соединен- с выходом повторителя 10. База транзистора 11 соединена с движком потенциометра 12 регулировки частоты, первый вход которого сое-50 который не изменяет соотношения токов динен с ограничивающим напряжение ре-установленной скважности потенциометром 6

совместно с токоограничивающим резистором 9 при регулировании потенциала ремост 2 до нижнего порога таймера 3.

При достижении нижнего порога таймер 3 возвращается в исходное состояние и процесс повторяется.

Регулировка скважности-импульсов и регулировка частоты мультивибратора осуществляется соответственно потенциометрами 6 и 12.

Поддержание установленной скважности импульсов осуществляется повторителем 10,

зистором 13, соединенным с общей щиной питания цепей управления, а второй вход - с источником 14 питания цепей управления. Выход буферного ключа 17 соединен с выходом блока 4 связи, а вход соединен с коллектором оптрона 16, эмиттер которого соединен с общей шиной питазистором 12. ее Особые.затруднения вызывает поддержание неизменной длительности периода колебаний при регулировке скважности в диапазоне регулируемых частот. Это объясния цепей управления, а анод светодиода оптрона 16 соединен с первым входом цепи блока 4 и с вторым токоограничиваю- щим резистором 18, соединенным с вторым входом блока связи 4, а катод светоуправления и таймера использованы из- вестные устройства, например ЛИПС11 - 10.

микросхемах с открытым коллектором с малым остаточным напряжением в открытом состоянии.

В качестве источников питания цепей

выходе интегрального таймера 3 имеется

напряжение, близкое к напряжению питания источника 15, и через выпрямительный мост 2 и фотодиод оптрона 8 конденсатор 1 заряжается до верхнего порога таймера 3. Закрытый выход таймера 3

разомкнут, ток, протекающий через резис- тор 18 и светодиод оптрона 16, воз- буждает уменьшение сопротивления его транзистора и открывает буферный ключ 17. В результате инвертор 5 разомкнут и ток пов- торителя 10, протекающий через токоогра- ничивающий резистор 9 и правое плечо потенциометра 6, возбуждает в оптроне 8 ток заряда конденсатора 1. При достиже- нии верхнего порога в таймере 3 его выходы переключаются, потенциалы на за- крытом и открытом выходах становятся близкими к нулю, оптрон 16 выключается, буферный ключ 17 размыкается, а инвер- тор 5 замыкается. При этом ток пов- торителя 10 протекает по левому плечу потенциометра 6 и возбуждает в оптро- не 8 ток разряда конденсатора 1 через фотодиод оптрона 8 и выпрямительный который не изменяет соотношения токов установленной скважности потенциометром 6

разомкнут, ток, протекающий через резис- тор 18 и светодиод оптрона 16, воз- буждает уменьшение сопротивления его транзистора и открывает буферный ключ 17. В результате инвертор 5 разомкнут и ток пов- торителя 10, протекающий через токоогра- ничивающий резистор 9 и правое плечо потенциометра 6, возбуждает в оптроне 8 ток заряда конденсатора 1. При достиже- нии верхнего порога в таймере 3 его выходы переключаются, потенциалы на за- крытом и открытом выходах становятся близкими к нулю, оптрон 16 выключается, буферный ключ 17 размыкается, а инвер- тор 5 замыкается. При этом ток пов- торителя 10 протекает по левому плечу потенциометра 6 и возбуждает в оптро- не 8 ток разряда конденсатора 1 через фотодиод оптрона 8 и выпрямительный который не изменяет соотношения токов установленной скважности потенциометром 6

мост 2 до нижнего порога таймера 3.

При достижении нижнего порога таймер 3 возвращается в исходное состояние и процесс повторяется.

Регулировка скважности-импульсов и регулировка частоты мультивибратора осуществляется соответственно потенциометрами 6 и 12.

Поддержание установленной скважности импульсов осуществляется повторителем 10,

совместно с токоограничивающим резистором 9 при регулировании потенциала резистором 12. Особые.затруднения вызывает поддержание неизменной длительности периода колебаний при регулировке скважности в диапазоне регулируемых частот. Это объясняется неидеальностью линейности передаточных характеристик применяемых фотодиодных оптронов. Некоторые из оптронов имеют линейность, удовлетворяющую требованиям, например, до 1 % и в этом случае они обеспечивают в мультивибраторе поддержание неизменности периода колебаний при регулировке скважности в диапазоне частот с точностью порядка 0,5%. Однако имеются оптроны, линейность

длительности периода колебаний при регулировке скважности в верхней и нижней точках диапазона частот мультивибратора среднюю частоту коррекции подбирают (потенциометром 12) опытным путем для достижения равенства отклонений длительности периода колебаний аналогично процессу настройки.

Таким образом, повышается в несколько раз точность поддержания неизменной дликоторых не удовлетворяет поставленным тре- 10 тельности периода колебаний при регулировке скважности во всем диапазоне частот путем дополнительной коррекции. Так, например, если отк;1.онение длительности по диапазону частот без коррекции было порядка 37%, то с коррекцией отклонение

равлять взвешенными силовыми цепями управления цепь связи 4 можно видоизменить без ущерба качества работы мульной двум. Суть компенсации нелинейности заключается в том, что резистор. 7, соединенный параллельно выводам потенциометра 6 регулировки скважности импульсов, вносит свою нелинейность эквивалентного

бованиям. В этом случае отклонения длительности периода колебаний составляют от 5 до 120%.

Специальный отбор оптронов требует значительных временных затрат и невыгоден. Предлагаемый мультивибратор за счет 15 не превышало 3,о/о. применения резистора 7 коррекции нелиней-В случае отсутствия необходимости упности коэффициента передачи фотодиодного оптрона (приводящего к коррекции отклонения длительности периода колебаний) позволяет исключить такой отбор.OQ тивибратора, переключив контакты условноКоррекция отклонений длительности пе-го переключателя 19 в положение 19.1.2;

риода колебаний осуществляется подстрой-19.2.2; 19.3.2.

кой резистора 7 и одновременным кон-Предлагаемый управляемый мультивибтролем длительности в крайних точкахратор позволяет гальванически развязать

регулирования скважности относительноцепи управления от взввешенных цепей

длительности периода при скважности, рав- 25 таймера и элементов управления силовыми

цепями при помощи оптронов, что позволяет за счет увеличения токов управления повысить помехоустойчивость, а следовательно, и надежность работы мультивибратора особенно при значительных уда- сопротивления и соответственно изменения 30 лениях цепей управления. Кроме того, муль- тока оптрона 8 в зависимости от поло-тивибратор имеет широкие функциональные

жен-ия движка потенциометра 6 и увеличивает ток только в плече с максимально выведенным сопротивлением потенциометра 6, в результате чего уменьшается длительность наиболее широкой части 5 импульса или паузы на необходимую величину.

Пусть оптрон 8 имеет нелинейный коэффициент передачи. В этом случае потенциометром 12 устанавливают среднюю час- 40 исключить отбор оптронов по линейности тоту мультивибратора, а движок потенцио-коэффициентов передачи, что важно в семетра ставят в среднее положение. Фиксируют значение длительности периода колебаний. После этого выводят движок потенциометра 6 в крайнее положение и подстройкой резистора 7 добиваются фиксиро- 45 ванного значения длительности периода колебаний. Затем выводят движок потенциометра 12 в верхнее положение, устанавливают движок лотенциометра 6 в среднее.

положение, фиксируют значение длительное- г -j

ти периода колебаний и проверяют значение чающийся тем, что, с целью повышения

возможности за счет независимого регулирования частоты и скважности импульсов с сохранением скважности в диапазоне частот.

Введение цепи коррекции нелинейности коэффициента передачи оптрона позволяет сохранить длительность периода колебаний при регулировке скважности и тем самым

риином производстве.

Формула изобретения

1. Управляемый мультивибратор, содержащий интегральный таймер, подключенный к выводам взвешенного источника питания, времязадающий конденсатор, потенциометр регулировки скважности импульсов, оглмдлительности периода колебаний при регулировке скважности в верхней и нижней точках диапазона частот мультивибратора среднюю частоту коррекции подбирают (потенциометром 12) опытным путем для достижения равенства отклонений длительности периода колебаний аналогично процессу настройки.

Таким образом, повышается в несколько раз точность поддержания неизменной длировке скважности во всем диапазоне частот путем дополнительной коррекции. Так, например, если отк;1.онение длительности по диапазону частот без коррекции было порядка 37%, то с коррекцией отклонение

не превышало 3,о/о. В случае отсутствия необходимости управлять взвешенными силовыми цепями управления цепь связи 4 можно видоизменить без ущерба качества работы мультивибратора, переключив контакты условно исключить отбор оптронов по линейности коэффициентов передачи, что важно в севозможности за счет независимого регулирования частоты и скважности импульсов с сохранением скважности в диапазоне частот.

Введение цепи коррекции нелинейности коэффициента передачи оптрона позволяет сохранить длительность периода колебаний при регулировке скважности и тем самым

исключить отбор оптронов по линейности коэффициентов передачи, что важно в сег-- - г -j

чающийся тем, что, с целью повышения

риином производстве.

Формула изобретения

1. Управляемый мультивибратор, содержащий интегральный таймер, подключенный к выводам взвешенного источника питания, времязадающий конденсатор, потенциометр регулировки скважности импульсов, оглм

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для генерации прямоугольных импульсов в автоматике и электронике. Цель изобретения - повышение надежности и расширение области применения - достигается за счет обеспечения независимого регулирования частоты и скважности генерируемых импульсов. Для этого в устройство, содержащее времязадаюший конденсатор 1, интегральный таймер 3, потенциометр 6 регулировки скважности импульсов, фотодиодный оптрон 8, взвешенный источник 15 таймера 3, дополнительно введены: выпрямительный мост 2, блок 4 связи, инвертор 5, элемент 7 коррекции коэффициента нелинейности передачи фотодиодного оптрона, токоограничивэюш.ий резистор 9, повторитель 10 напряжения, выполненный в виде транзистора 11, потенциометра 12 регулировки частоты, ограничивающего резистора 13, источника питания 14 цепей управления. Введение цепи коррекции нелинейности коэффициента передачи оптрона позволяет сохранить длительность периода колебаний при регулировке скважности и тем самым исключить отбор оптронов по линейности коэффициента передачи, что особенно важно в серийном производстве. 2 з. п. ф-лы, 1 ил. (Л

длительности в крайнем положении движка потенциометра 6. После этого выставляют движок потенциометра 6 в среднее положение, а движок потенциометра 12 - в нижнее положение, повторяя процесс проверки совпадения длительности периода колебаний во всех точках регулирования скважности. В случае неодинакового отклонения

55

надежности и расширения области применения за счет обеспечения независимого регулирования частоты и скважности генерируемых импульсов, в него введены фотодиодный оптрон, диодный выпрямите. 1ьный мост, повторитель напряжения, токоограни- чивающий резистор, элемент коррекции нелинейности коэффициента передачи фотодиодного оптрона, инвертор и блок связи интегрального таймера с цепями управления, при этом времязадающий конденсатор соединен с первым входом выпрямительного моста, сигнальным входом интегрального таймера, а второй обкладкой - с первым выводом взвешенного источника питания и первым входом блока связи интегрального таймера с цепями управления, к которому подключен открытый

с цепями управления, третий вход которого соединен с закрытым выходом интегрального таймера и вторым выводом взвешенного источника питания.

5 2. Мультивибратор по п. , отличающийся тем, что блок связи интегрального таймера с цепями управления содержит фототранзисторный оптрон, буферный ключ и второй токоограничивающий резистор, привьгход интегрального таймера, закрытый ю чем выход буферного ключа соединен с вы- выход которого подключен к второму входуходом блока связи интегрального таймера

выпрямительного моста, выход блока связис цепями управления, а вход соединен с колинтегрального таймера с цепями управлениялектором.транзистора оптрона, эмиттер котосоединен с входом инвертора и с первы-рого соединен с общей шиной блока пими выводами потенциометра регулировкитания цепей управления, анод светодиода

скважности импульсов и элемента коррек- 15 соединен с первым входом блока связи ин- ции нелинейности коэффициента передачитегрального таймера с цепями управления,

фотодиодного оптрона, вторые выводы ко-катод светодиода - с вторым входом

торых и выход инвертора объединены, дви-блока связи-интегрального таймера с цепями

жок потенциометра регулиро.вки скваж-управления непосредственно и третьим его

ности соединен с катодом светодиода оп- -,,, входом через ограничительный резистор.

трона, катод и анод фотодиода которого соединены соответственно с первым и вторым выходами выпрямительного моста, а анод светодиода оптрона соединен через токоограничивающий резистор с выходом пов3. Мультивибратор по п. 1, отличающийся тем, что повторитель содержит транзистор, база которого соединена с движком потенциометра регулировки частоты, первый вывод которого через ограничительторителя напряжения, управляющий вход 25 ный резистор соединен с общей шиной, интегрального таймера соединен с вторыма второй - с потенциальной шиной пивходом блока связи интегрального таймератания блока питания цепей управления.

с цепями управления, третий вход которого соединен с закрытым выходом интегрального таймера и вторым выводом взвешенного источника питания.

3. Мультивибратор по п. 1, отличающийся тем, что повторитель содержит транзистор, база которого соединена с движком потенциометра регулировки частоты, первый вывод которого через ограничитель