Формирователь импульсов Советский патент 1989 года по МПК H03K5/01 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах обработки дискретной информации, например в устройствах пам51ти для управления процессом записи - считывания информации.

Цель изобретения - расширение области применения путем увеличения до заданного значения промежутка времени, разделяющего выходные импульсы.

На фиг.1 приведена функциональная схема формирователяJ на фиг,2 - эпюры напряжений, поясняющие работу формирователя .

Формирователь импульсов содержит первую интегрирующую КС-цепь (резистор 1, конденсатор 2), первый триггер 3 на элементах И-НЕ 4 и 5, второй триггер 6 на элементах И-НЕ 7 и 8, вторую интегрирующую RC-цепь (резистор 9, конденсатор 10), третий триггер 11 на элементах И-НЕ 12 и 13, элемент И-НЕ 14, входную шину 15, выходные шины 16 и 17. При необходимое- ти для ускорения заряда конденсаторов 2 и 10 соответственно через резисторы 1 и 9, параллельно резисторам 1 и 9 могут быть подключены диодь 18 и 19.

Первый единичный вход первого триггера 3 на элементах И-НЕ 4 и 5 соединен с вторым единичным входом третьего триггера 11, с первым единичным входом и первым нулевым входом второго триггера 6 и входной пленой 15, Нулевой вход триггера 3 подключе к прямому выходу триггера 6. Инверсный выход триггера 3 соединен с вторыми нулевыми входами триггеров 6 и 11, Второй едяничньп вход триггера 6 подклю-чен к выходу первой интегрирующей КС-цепи, вход которой соединен с инверсным выходом триггера 11. Прямой выход триггера 11 подключен к первому входу элемента И-НЕ 14 и выходной пшне 16. Выход элемента И-ИЕ 14 соединен с первым нулевым входом триггера 11 и вторым единичным входом триггера 3. Второй вход элемента К-НЕ 14 подключен к прямому выходу . триггера 3 и входу второй интегрирующей КС-цепи, выход которой соединен с первым единичным входом триггера 11 Инверсньп выход триггера 6 подключен к выходной шине 17.

Формирователь импульсов может быть реализован на трех микросхемах 133ЛА4/155ЛА4/, В качестве диодов 18

и 19 могут быть использованы диоды 2Д503А,В /2Л509А/.

На фиг.2 приняты следующие обозначения: и - напряжения в соответствующих точках фиг.1J Е - напряжение

5

0

5

0

5

0

5

0

5

аор

- Е° - напряжение U пряжение порога срабатывания логического элемента; Т - период следования входных импульсов на щине 15; t - длительность импульса на шине 15; Суд - длительность импульса на выходной шине 16; t(j - длительность импульса на вькодной шине 17; t - длительность паузы между импульсами на шинах 16 и 17.

Формирователь импульсов работает следующим образом.

В исходном состоянии после включения источника питания на входную шину 15 поступает высокий уровень напряжения Е . Конденсаторы 10 и 2 за счет входного вытекающего тока элементов И-НЕ 12 и 7 триггеров 11 и 6 подзаряжаются до уровня Е°. На выходной шине 16 и выходе элемента И-НЕ 7 устанавливается уровень напряжения Е , а на выходной шине 17, выходах элементов И-НЕ 4, 13 - уровень напряжения Е°.

При появлении переднего фронта входного импульса на шине 15 элемент И-НЕ 4 переключается в единичное состояние, а элементы И-НЕ 5 - в нулевое. Срабатывает элемент И-НЕ 13 триггера 11 и на его выходе появляется уровень Е . Элемент И-НЕ 8 переключается в единичное состояние и на выходной шине 17 появляется уровень напряжения Е . Элементы И-НЕ 12 и 7 не изменяют своих состояний.

Конденсатор 10 начинает заряжаться через резистор 9 за счет выходного тока элемента И-НЕ 4 от уровня Е до уровня напряжения Е , а конденсатор 2 - через резистор 1 за счет выходного тока элемента И-НЕ 13. В случае подключения параллельно резисторам 9 и 1 соответственно диодов 19 и 18 заряд конденсаторов Ю и 2 происходит ускоренно (прказано пунктиром на фиг.2), что позволяет умень- . шить время восстановления обоих КС- цепей при более коротких по длительности входных импульсах.

В момент появления заднего фронта входного импульса срабатывают элементы И-НЕ 12 и 7 и на их выходах появляются уровни Е, поддерживающие

5

элементы И-ИЕ 13, 8 в закрытом состоянии. На выходной шине 16 появляется передний фронт выходного импульса. Одновременно с этим элементы И-НЕ 14 и 5 переключаются в единично состояние, а элемент И-НЕ 4 - в нулевое. На выходной шине 17 импульс отсутствует. С этого момента времени начинается процесс разряда конденсатора 10 через резистор 9 и выход открытого элемента И-НЕ 4 от уровня Е до уровня Е°.

При достижении напряжения на конденсаторе 10 порогового уровня Ufjop

срабатьтает элемент И-НЕ 12, на его выходе появляется У13овень Е , т.е. формируется задний фронт импульса на выходной шине 16. При этом элемент И-НЕ 13 переключается в нулевое сйс- тояние, дополнительно запирая элемен И-НЕ 12. За счет быстрого переключения триггера 11 в исходное состояние при достижении напряжения на конденсаторе 10 значения Up™ задний фронт выходного импульса на шине 16 формируется с достаточно крутым фронтом. Длительность импульса на шине 16 определяется выражением

и,

15

,0

Е

Ufiop

где R- - сопротивление резистора 9; С,о - емкость конденсатора 10; Е - напряжение логической единицы;

и „„п - напряжение порога срабатывания логического элемента, появлении на выходе

пор При

элемента

И-НЕ 13 триггера 11 уровня Е начинается процесс разряда конденсатора 2 через резистор 1 и выход открытого элемента И-НЕ 13 от уровня Е до уровня Е. В момент достижения напряжения на конденсаторе 2 порогового

значения U

пор

срабатывает элемент

И-НЕ 7, на его выходе появляется уровень напряжения Е . Элемент И-НЕ 8 переключается при этом в нулевое состояние, дополнительно запирая элемент И-НЕ 7.

На выходной шине 17 появляется передний фронт выходного импульса. При этом быстрое переключение триггера 6 в исходное состояние обеспечивает высокую крутизну переднего фронта импульса на шине 17.

Промежуток времени между окончанием импульса на шине 16 и появлени1525878

ем импульса на шине длительностью

17 определяется

0

5

0

5

D

5

0

5

0

5

где

R, - С Unop

сопротивление резистора 1, емкость конденсатора 2. Выходной импульс на шине 17 оканчивается в момент прихода очередного входного импульса на шину 15. Далее все процессы повторяются.

Длительность импульса на шине 17 определяется выражением

г

С„„ Т - t«. - (PqC.o +.С

-Ua -ex где Т - период следования входных импульсов;

t ( - длительность входного импульса.

Таким образом, на выходных шинах 16 и 17 формируются выходные импульсы с крутыми фронтами, разделенные между собой промежутком времени , длительность которого определяется постоянной времени разряда первой интегрирующей RC-цепи (резистор 1, конденсатор 2) .

Импульс на шине 16 появляется в момент окончания входного импульса, а импульс на шине 17 оканчивается в момент появления очередного входного импульса.

Предлагаемьп формирователь позволяет сформировать на двух выходных шинах импульсы, разделенные во времени между собой на наперед заданный (приемлемьй) промежуток времени, длительность которого определяется постоянной времени разряда первой интегрирующей RC-цепи и выбирается достаточной для надежной работы формирователя с другими устройствами. Это связано с тем, что передний фронт выход-i ного импульса на шине 17 появляется не сразу после окончания выходного импульса на шине 16, а только через время, когда напряжение на конденсаторе 2 первой интегрирующей RC-цепи уменьшается до величины, paBHovi порогу переключения элемента И-НЕ 8 триггера 6. Формула изобретения

Формирователь импульсов, содержащий два триггера, первый единичньп вход первого из которых соединен с первым единичным и первьм нулевым входами второго триггера, второй нулевой вход которого подключен к ин- BepcHONfy выходу первого триггера, нулевой вход которого соединен с прямым выходом второго триггера, второй единичный вход которого подключен к выходу первой интегрирующей RC-цепи, а инверсньй выход - к первой выходной шине, отличающийся тем, что, с целью расширения области при- мекения путем увеличения до заданного значения промежутка времени, разделяющего выходные импульсы, в него введены элемент И-НЕ, вторая интегрирующая RC-цепь и третий триггер, при- чем вход первой интегрирующей RC-цепи соединен с инверсным выходом третьего триггера, прямой выход которого подключен к второй выходной шине и первому входу элемента И-НЕ, выход которого соединен с вторым единичным входом первого триггера и первым нулевым входом третьего триггера, второй нулевой вход которого подключен к инверсному выходу первого триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ и входом второй интегррфующей RC-цепи, выход которой подключен к первому единичному входу третьего триггера, второй единичный вход которого соединен с первым единичным входом первого триггера.

Изобретение может быть использовано в импульсной и вычислительной технике. Цель изобретения - расширение области применения формирователя достигается за счет увеличения до заданного значения промежутка времени, разделяющего выходные импульсы. Устройство содержит первую интегрирующую RC - цепь (резистор 8, конденсатор 9), первый триггер на элементах И-НЕ 6,7, второй триггер 11 на элементах И-НЕ 17,18, вторую интегрирующую RC - цепь (резистор 1, конденсатор 2), третий триггер 4 на элементах И-НЕ 15,16, элемент И-НЕ 5, входную шину 12, выходные шины 13,14. Поставленная цель достигается введением элемента И-НЕ 5, второй интегрирующей цепи (элементы 1,2) и третьего триггера 4. Это позволяет сформировать на двух выходных шинах импульсы, разделенные во времени между собой на наперед заданный промежуток времени. 2 ил.