Управляемый генератор импульсов Советский патент 1991 года по МПК H03K3/28 

О

VI о VI V

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных устройствах с электронной перестройкой частоты. Цель изобретения - повышение точности и расширение области применения за счет обеспечения дополнительных возможностей управления частотой - достигается введением двух элементов ИЛИ-НЕ 3 и 4, сдвоенного электронного ключа 5 (5 - 1 и 5 - 2), второго транзистора 7. Генератор также содержит два инвентора 1 и 2, транзистор источника тока 6, инверторы 1, 2, резисторы 8, 9, конденсаторы 14, 15 и резисторы 10, 11, 12, 13. 2 ил.

фиг.1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных устройствах : электронной перестройкой частоты, например в устройствах фазовой автоподстройки частоты.

Целью изобретения является повышение точности и расширение области применения за счет обеспечения дополнительных возможностей управления частотой.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Управляемый генератор импульсов (фиг. 1) содержит два инвертора 1 и 2, два двухвходовых элемента ИЛИ-НЕ 3 и 4, сдвоенный электронный ключ 5 (5-1 и 5-2) транзистор 6 источника тока, полевой транзистор 7, Инверторы 1 и 2 охвачены обратной связью каждый через ключ 5-1 и 5-2 и резисторы 8 и 9 соответственно.

Выходы инверторов 1 и 2 подключены к первым входам соответственно элементов ИЛИ-НЕ 3 и 4 через делители напряжения на резисторах 10, 11 и 12, 13 соответственно. Выходы обоих элементов ИЛИ 3 и 4 через времязадающие конденсаторы 14 и 15 соединены с входами инверторов 1 и 2. Выход элемента ИЛИ-НЕ 3 подключен к свободному входу элемента ИЛИ-НЕ 4, а выход элемента ИЛИ-НЕ 4 подключен к свободному входу элемента ИЛИ-НЕ 3.

Коллектор транзистора б через электронный переключающий ключ 5 подключен к входам инверторов I и 2. К управляющему входу ключа 5 подключен выход элемента ИЛИ-НЕ 4, который является основным выходом всего управляемого генератора импульсов. Первый вход генератора подключен к базе транзистора 6. Второй вход генератора подключен к затвору полевого транзистора 7, исток которого заземлен, а сток подключен к эмиттеру транзистора 6.

Третий вход - вспомогательный вход и служит для подключения к генератору вместо полевого транзистора 7 внешнего резистора (внешних резисторов). В этом случае генератор будет управляться напряжением, подаваемым на первый вход и сопротивлением, подключенным между третьим входом и общим проводом. Полевой транзистор 7 в этом случае следует закрыть соответствующим напряжением на второй вход, либо не устанавливать его.

Выходы инверторов 1 и 2 через резисторы 8 и 9 соответственно подключены к контактам 16-1 и 17-1 ключей 5-1 и 5-2. Выбирающие контакты ключей подключены к входам инверторов 1 и 2.

Управляемый генератор импульсов работает следующим образом.

Когда напряжение на выходе элемента ИЛИ-НЕ 4 соответствует 1 (см. временную

диаграмму работы фиг. 2), выбирающий контакт ключа 5-1 соединен с контактом 16-1, выбирающий контакт ключа 5-2 соединен с контактом 17-2 и наоборот, когда напряжение на выходе элемента ИЛИ-НЕ 4 соответ0 ствует 0, выбирающий контакт ключа 5-1 соединен с контактом 16-2, выбирающий контакт ключа 5-2 соединен с контактом 17-1.

В момент появления 1 на выходе гене5 ратора - выход элемента ИЛИ-НЕ 4 (момент ti) и в точке Cz на временной диаграмме фиг. 2) к входу инвертора 2 подключается источник тока, транзистор 6 и напряжение на его входе начинает линейно падать со скоро0 стью, пропорциональной току источника тока (точка D2) временной диаграммы в момент времени сразу же за ti). В то же время через конденсатор 14 в точку DI передается с выхода элемента ИЛИ-НЕ 3 от5 рицательный перепад и конденсатор 14 начинает заряжаться через резистор 8 к напряжению в точке AI. Через некоторое время (в момент та на временной диаграмме фиг, 2) конденсатор 14 зарядится настолько,

0 что напряжение в точке А1 упадет до уровня, при котором инвертор 1 попадет в режим активного усиления благодаря обратной связи с выхода инвертора 1 на его вход (с точки AI в точку DI) через резистор 8. Такое

5 состояние инвертора может продолжаться как угодно долго. Напряжение в точке Bi при этом установится таким, что элемент ИЛИ-НЕ 3 воспринимает его уровень как нулевой. Однако благодаря наличию еди0 ничного уровня на втором входе этого элемента никаких переключений в схеме в этот момент не происходит.

Когда уровень напряжения в точке D2, благодаря разряду конденсатора 15 током

5 источника, достигнет уровня, при котором на выходе инвертора 2 (точка А2) появится напряжение, близкое 1 (момент to на временной диаграмме), напряжение в точке В2 станет таким, что двухвходовый элемент

0 ИЛИ-НЕ 4 будет воспринимать его как 1, тогда на его выходе появится 0. А так как на втором входе элемента ИЛИ-НЕ 3 нуль уже был, то на его выходе появится 1. Ключ 5 переключится, после чего конденсатор 15

5 будет заряжаться до уровня выходного напряжения инвертора 2 (точка А2), конденсатор 14 будет разряжаться током источника тока транзистора 6 до уровня переключения инвготора 1. В моменту инвертор 2 станет в рс. им автостабилизации выходного напряжения и тем самым снижение напряжения в точках А2 и Ва не будет препятствовать в момент ts произвести очередное переключение схемы генератора на выработку следующего периода..

Время очередного переключения задается величиной тока транзистора 6. следовательно напряжением на базе и величиной сопротивления в цепи эмиттера, которое меняется при изменении напряжения на за творе полевого транзистора 7.

Элементы генератора выполнены на 561 серии микросхем или другой серии, построенной по К-МОП технологии.

Таким образом, по сравнению с прото- типом предлагаемый генератор имеет более широкие функциональные возможности за счет наличия двух управляющих входов и большую точность преобразования напряжения в частоту, так как управляющее на- пряжение воздействует на процессы разряда емкостей генератора непрерывно.

Формула изобретения

Управляемый генератор импульсов, содержащий первый и второй инверторы, пер- вый и второй конденсаторы, шину управления, первый транзистор, резисторы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения области применения за счет обеспечения дополни- тельных возможностей управления частотой, в него введены два двухвходсвых элемента ИЛИ-НЕ, сдвоенный электронный ключ, второй транзистор, две шины управления, причем выход первого инвертора через резистор подключен к первому входу первого ключа, выход второго инвертора через резистор подключен к первому входу второго ключа, к второму входу обоих ключей подключен коллектор первого транзистора, подключенного базой к левой шине управляющего напряжения, эмиттер первого транзистора подключен к третьей шине управляющего напряжения и к стоку второго транзистора, исток которого соединен с общей шиной, затвор соединен с второй шиной управляющего напряжения, выход второго логического элемента ИЛИ-НЕ соединен с выходной шиной устройства и с управляющими входами первого и второго ключей, а также с одним из входов первого логического элемента ИЛИ-НЕ, выход второго логического элемента ИЛИ-НЕ подключен через времязадающий конденсатор к входу второго инвертора и к выходу второго ключа, выход второго инвертора через делитель напряжения на резисторах подключен к первому входу второго двухвходо- вого элемента ИЛИ-НЕ, выход первого логического элемента ИЛИ-НЕ подключен к второму входу второго элемента ИЛИ-НЕ и через времязадающий конденсатор к входу первого инвертора и к выходу первого ключа, выход первого инвертора через делитель напряжения на резисторах подключен к второму входу первого логического элемента ИЛИ-НЕ.

фие.2.