Формирователь импульсов Советский патент 1990 года по МПК H03K5/01 

Изобретение относится к импульсной технике, а частности к формирователям импульсов, фиксирующим прохождение входного синусоидального напряжения через нулевое значение.

Целью изобретения является расширение области применения за счет автоматической подстройки порога ком- парирования при переходе с одной частоты на другую без снижения точности.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема формирователя импульсовj на фиг. 2 - эпюры, поясняющие его работу.

Формирователь импульсов содержит резисторы 1 - , регулируемый Резис- тор 5л оптрон 6, содержащий светодиод

7 и фотодиод 8, оптрон 9 содержащий светодиод 10 и фотодиод 11, транзисторы 12 и 13, конденсаторы И и 15, компаратор-16, D-триггер 17, генератор 18, общую шину 19 источника питания, источник 20 питания, пиковый детектор 21 и положительную шину 22 источника тока, причем прямой и инверсный выходы D-триггера 17 соединены с выходными шинами 23 и 2k, выход компаратора 16 - с входом синхронизации D-триггера 17 и выходной шиной 25, генератор 18 через резистор 1 соединен с встречно-параллельно включенными светодиодами 7 и 10 опт- ронов 6 и 9, катод фотодиода 8 оптро- на 6 соединен с положительной шиной

сд

00

ю

со

4ь

22, а катод фотодиода 11 оптрона 9 с базой транзистора 12, эмиттер которого соединен с положительной шиной 22 источника 20 питания, аноды фотодиодов 8 и 11 через резистор 3 соединены с базой транзистора 13, эмиттер которого подключен к общей шине 19 источника питания, а коллектор - к первым выводам конденсатора 15 и резистора k, входу пикового детектора 21 и первому входу компаратора 16, коллектор транзистора 12 соединен с первыми выводами резистора 2. конденсатора I1 и с информационным входом D-триггера 17, второй вывод резистора Ц соединен с положительной шиной 22, выход пикового детектора 21 соединен с вторым выводом резистора 5, вторые выводы резистора 2 ) конденсаторов 14 и 15 и первый вывод регулируемого резистора 5 соединены с общей шиной 19, регулируемый отвод резистора 5 подключен к второму входу компаратора 16.

Формирователь импульсов работает следующим образом.

В исходном состоянии (ТО на фиг.2 на входе устройства напряжение отсутствует (фиг. 2,а), оптроны вык- лючены на анодах фотодиодов низкий уровень напряжения (фиг. 2,6), транзисторы закрыты, конденсатор 14 разряжен (фиг. 2,в), конденсатор 15 заряжен (фиг. 2,г), на информационном входе триггера 17 имеется уровень О (фиг 2,в), на выходе компаратора 16 - уровень 1 (фиг. 2,д), на первом выходе триггера 17 произвол ное состояние, например состояние 1м, на втором выходе триггера 17 противоположное нулевое состояние (фиг. 2,ж), на выходе пикового детектора 21 высокий уровень напряжения.

При подаче на вход устройства положительной полуволны синусоидального напряжения включается оптрон 6, ток фотоприемника через резистор 3 открывает транзистор 13 через который происходит разряд конденсатора 15. Напряжение на первом входе компаратора 16 устанавливается меньшим, чем напряжение, установленное регулируемым резистором 5 на втором входе этого компаратора. При этом на выходе компаратора (фиг. 2,д) устанавливается низкий логический уровень Состояние транзистора 12, кон0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

денсатора 14 и триггера 17 не изменяется .

В конце положительной полуволны напряжения на входе формироватегш импульсов оптрон 6 выключается и находится в выключенном состоянии до следующей положительной полуволны напряжения. После выключения оптрона 6 транзистор 13 закрывается и конденсатор 15 плавно заряжа ется от источника 20 питания через резистор 4.

8момент времени Т1 (фиг. 2) напряжение на конденсаторе 15 и детекторе 21 уравнивается с напряжением, установленным на втором входе компаратора и на выходе компаратора 16 устанавливается уровень 1м. Выбирая путем регулировки резистора 5 необходимый уровень напряжения, можно установить момент переключения компаратора 16 точно совпадающим с моментом прохождения входного напряжения через нулевое значение, либо на несколько более ранний момент для компенсации запаздывания в исполнительных внешних устройствах, подключаемых к выходу йормиоователя импульсов. Напряжение, установившееся на пиковом детекторе 21, сохраняется

до поступления следующего пика сигнала на вход устройства. По фронту импульса на выходе компаратора 16 происходит запись в триггер уровня О (так как конденсатор 15 разряжен) и на выходах 23 и 2k логические уровни переключаются на противоположные. С момента времени, когда оптрон

9снова включается, конденсатор 15 разряжается и в момен- времени Т2 (фиг. 2) напряжение на нем становится меньшим, чем на отводе регулируе мого резистора 5. При этом на выходе компаратора 16 устанавливается нулевое состояние.

Во время отрицательного полупериода входного напряжения устройство работает так же, как и при положи- тельном но дополнительно открывается током фотоприемника 11 транзистор 12 и конденсатор 14 за время, равное полупериоду, заряжается до напряжения соответствующего уровню 1, и в момент времени ТЗ (фиг. 2), соответствующий переходу входного напряжения через нулевое значение, в триггер запишется 1, т.е. триггер снова изменит состояние ча противогюложt

ное. Напряжение на выходе пикового

детектора меняется лишь с изменением частоты колебаний входного сигнала. Таким образом, на выходе 25 устройства образуются импульсы, начало фронта которых соответствует прохождению входного напряжения через нулевое значение, а на выходах 23 и 2k уровень 1 устанавливается соответственно при положительной и отрицательной полуволнах входного напряжения (фиг. 2, д,е,ж).

Введение в устройство пикового детектора обеспечивает точное и длительное хранение сравниваемого напряжения до поступления следующего ка напряжения на вход пикового детектора и позволяет уменьшить временную погрешность формирования, связанную с изменениями частоты входного сигнала.

Формула изобретения

Формирователь импульсов, содержащий источник питания, четыре резистора, регулируемый резистор, два конденсатора, два оптрона, два транзистора противоположных типов проводимости, компаратор, D-триггер, генератор, выход которого через первый резистор соединен с входами первого и второго оптронов, светодиоды которых включены встречно-рараллельно,

аноды фотодиодов обоих оптронов через 5 тора.

м тоеенй

15823 16

второй резистор соединены

первого транзистора, коллектор которого соединен с первым выводом третьего резистора, первым выводом первого конденсатора, первым входом компаратора, выход которого соединен с вхо дом синхронизации D-триггера и выходной шиной, информационный вход Dтриггера соединен с первым выводом второго конденсатора, первым выводом четвертого резистора, коллектором второго транзистора, база которого соединена с катодом фотодиода первого

5 оптрона, положительная шина источника питания соединена с катодом фотодиода второго оптрона, эмиттером второго транзистора, вторым выводом третьего резистора, с общей шиной

0 источника питания соединены эмиттер первого транзистора, вторые выводы первого и второго конденсаторов, второй вывод четвертого резистора, первый вывод регулируемого резистора,

5 второй вход компаратора соединен с отводом регулируемого резистора, о т- личающийся тем, что, с целью расширения области применения за счет автоматической подстройки поро0 га компарирования без снижения точности, в него введен пиковый детектор, вход которого соединен с коллектором первого транзистора, а выход - с вторым выводом регулируемого резис

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к формирователям импульсов, фиксирующим прохождение входного синусоидального напряжения через нулевое значение. Цель изобретения - расширение области применения - достигается путем автоматической подстройки порога компарирования при переходе с одной частоты на другую без снижения точности. В формирователе импульсов благодаря введению пикового детектора обеспечивается точное и длительное хранение сравниваемого напряжения до поступления следующего пика напряжения на вход пикового детектора. Введение этого элемента и новых функциональных связей позволило уменьшить временную погрешность формирования, связанную с изменением частоты входного сигнала. 2 ил.

/J

ЈГ

s

в

ТО

Г/ TJ Фаг. 2