Одновибратор Советский патент 1991 года по МПК H03K3/33 

Г7 ЯГ-ПГП

пг;-ггтт

Оь-н О О

Изобретение относится к области электроники и может быть использовано в измерительных информационных системах, в частности в системах автоматического контроля и технических диагностических, а также телеизмерительных системах. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет получения выходных импульсов с регулируемой длительностью, в линейной зависимости от величины управляющего тока - достигается тем, что в одновиб- ратор введены цепь 5 диодной оптопары и управляющий вход 6. Одновибратор также содержит шину 1 запуска, логический элемент ИЛИ-НЕ 2, формирующий каскад 3 на транзисторе, времязадающую RC-цепь 4 и выходную шину 7. 1 ил.

4Q

CZH

1

J

I

г

i

ft

) I / I

91 IU

Os

XI

00

ел го

Изобретение относится к электронике и может быть использовано в измерительных информационных системах, в частности в системах автоматического контроля и технических диагностиках, а также телеизмерительных системах.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет получения выходных импульсов с регулируемой длительностью в линейной зависимости от величины управляющего тока.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема одновибрато- ра.

Одновибратор содержит шину 1 запуска, логический элемент ИЛИ-НЕ 2, формирующий каскад 3, времязадающую RC-цепь 4, цепь 5 диодной оптопары, управляющий вход 6, выходную шину 7, причем шина 1 запуска является первым входом логического элемента ИЛИ-НЕ 2, который состоит из двух элементов НЕ с открытыми коллекторными выходами, объединенными для реализации логической функции ИЛИ, и через внешний коллекторный резистор подключены к шине источника питания, а второй вход логического элемента ИЛИ-НЕ 2 соединен с выходной шиной 7 и выходом формирующего каскада 3, состоящего из резистора и транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, база которого соединена с общей точкой времязадающей RC-цепи 4. Резистор времязадающей RC-цепи 4 подключен к шине питания, а конденсатор - к цепи диодной оптопары 5, причем фотодиод оптопары соединен параллельно с резистором. Катод фотодиода соединен с конденсатором времязадающей RC-цепи, а анод - с выходом логического элемента ИЛИ-НЕ 2. Управление, длительностью выходных импульсов одновибратора производится через светодиод оптопары, который включен в управляющий вход 6. Выходом одновибратора является коллектор транзистора формирующего каскада 3.

Одновибратор работает следующим образом.

В исходном состоянии на шине 1 запуска логического элемента ИЛИ-НЕ 2 отсутствует положительный запускающий импульс, транзистор формирующего каскада 3 открыт током, протекающим через резистор времязадающей RC-цепи 4, и низкий уровень с выходной шины 7 поступает через цепь обратной связи на логический элемент ИЛИ-НЕ 2. Таким образом, на обоих входах логического элемента ИЛИ-НЕ 2 присутствует низкий уровень, а на выходе - высокий уровень. Высокий уровень по прямой проводимости фотодиода в цепи диодной оптопары 5 поступает на обкладку конденсатора времязадающей RC-цепи 4, а на другую обкладку с общей шины через база-эмиттер открытого транзистора формирующего каскада 3 поступает низкий уровень. Следовательно, конденсатор времязадающей RC-цепи 4 заряжен со стороны цепи диодной оптопары 5 положительным зарядом, а со стороны формирующего каскада 3 - отри0 цательным зарядом. В момент поступления через шину 1 запуска на логический элемент ИЛИ-НЕ 2 кратковременного положительного импульса на его выходе высокий уровень резко меняется на низкий уровень и

5 начинается процесс разряда конденсатора времязадающей RC-цепи. Обкладка конденсатора с положительным зарядом разряжается через обратную проводимость фотодиода оптопары, а также параллельно

0 подключенному резистору и через логический элемент ИЛИ-НЕ 2 на общую шину. Учитывая включение транзистора формирующего каскада 3 по схеме с общим эмиттером, в момент разряда конденсатора

5 времязадающей RC-цепи 4 база относительно эмиттера становится отрицательной и транзистор запирается, поэтому цепь разряда отрицательной заряженной обкладки конденсатора проходит через резистор

0 времязадающей RC-цепи 4 к источнику питания. Далее низкий уровень выходной шины 7 резко меняется на высокий уровень, последний через цепь обратной связи поступает на логический элемент ИЛИ-НЕ 2,

5 на выходе которого поддерживается нулевой уровень до конца разряда конденсатора времязадающей RC-цепи 4. В момент, когда уровень перезаряда на обкладках конденсатора достигнет уровня отпирания транзи0 стора формирующего каскада 3, транзистор открывается и на выходной шине 7 высокий уровень резко падает до низкого уровня. Таким образом, завершается формирование длительности выходного импульса и

5 снова начинается процесс заряда конденсатора времязадающей RC-цепи 4. Время восстановления заряда определяется по формуле

tB 5C(o, + RK),(1)

0 где т.в - время восстановления заряда на обкладках конденсатора;

С - емкость конденсатора времязадающей RC-цепи;

гд - сопротивление прямой проводимо5 сти фотодиода оптопары;

RK - коллекторный резистор логического элемента ИЛИ-НЕ 2.

Для уменьшения времени восстановления заряда на конденсаторе времязадающей RC-цепи 4 в одновибраторе применен

логический элемент ИЛИ-НЕ 2 с открытым коллекторным выходом, с этой целью номинальная величина коллекторного резистора выбирается расчетным путем. Процесс заряда конденсатора проходит по прямой проводимости фотодиода оптопары, внутреннее сопротивление которого исчисляется в омах, и эта величина практически не влияет на время восстановления заряда. В процессе же разряда конденсатора ток разряда, протекая через резистор в цепи диодной оптопары 5, образует на фотодиоде оптопары обратное напряжение смещения, которое устанавливает начальную величину внутреннего сопротивления обратной проводимости. При этом ток на управляющем входе б, т.е. в цепи светодиода оптопары, отсутствует и, если на шине запуска 1 есть запускающие импульсы с определенной частотой следования, на выходной шине 7 длительность выходных импульсов имеет минимальное значение с той же частотой. С подключением управляющего входа б к внешнему источнику постоянного тока и при увеличении последнего от нуля по линейной шкале, в цепи база-эмиттер транзистора формирующего каскада 3 уровень напряжения разряда конденсатора изменяется с высокой степенью линейности во времени. В соответствии с этим, на выходной шине 7 многофункционального одновибра- тора длительность выходных импульсов линейно меняется в зависимости от тока цепи управляющего входа 6.

Для обеспечения нормальной работы в режиме регулирования длительности выходных импульсов при помощи управляющего входа 6 необходимо выполнить следующие условия.

При максимальном значении длительности выходных импульсов период их повторения должен соответствовать периоду повторения запускающих импульсов

tB Т-т.и, где te - время восстановления заряда;

Т - период следования запускающего импульса;

1и - длительность выходного импульса.

Скважность выходного импульса устанавливается в минимальное значение

Q 1.3 т 1.2. tu

5Производится расчет параметров времязадающей RC-цепи А по формуле ,

tM RCIn2«0,7RC.

При определении максимальной длительности выходных импульсов параметры

0 цепи диодной оптопары 5 не учитываются, т.е. величина внутреннего сопротивления обратной проводимости фотодиода оптопары и величина параллельно включенного резистора принимаются равными нулю. Ток в

5 цепи управляющего входа б отсутствует.

Кроме того, в момент установления начальных значений длительности выходных импульсов т.и т при отсутствии тока в цепи управляющего входа б параметры фотодио0 да и резистора в цепи диодной оптопары 5 учитываются, Скважность при этом устанавливается в пределе

0 1 304-25.

41

5 Данный параметр устанавливается путем подбора резистора в цепи диодной оптопары.

Формула изобретения

0 Одновибратор, содержащий логический элемент ИЛИ-НЕ, один из входов которого соединен с шиной запуска, формирующий каскад на транзисторе, в цепи базы которого включена времязадающая RC-цепь, а кол5 лектор соединен с выходной шиной и с другим входом логического элемента ИЛИ- НЕ, отличающийся тем, что, целью расширения функциональных возможностей за счет получения выходных импульсов

0 с регулируемой.длительностью в линейной зависимости от величины управляющего тока, в него введены диодная оптопара и параллельно подключенный к фотодиоду оптопары резистор, причем катод фотодиода

5 соединен с конденсатором RC-цепи, анод - с выходом логического элемента ИЛИ-НЕ, а светодиод оптопары включен в управляющий вход.