Формирователь импульсов Советский патент 1992 года по МПК H03K5/01 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для формирования тактовых импульсов из переменного синусоидального напряжения в измерительных устройствах, в частности в аналого-цифровых преобразователях интегрирующего типа, предъявляющих высокие требования к стабильности скважности тактовых импульсов.

Цель изобретения - получение из сину- соидального напряжения выходных импульсов со стабильной скважностью, равной двум, независящей от разброса номиналов и характеристик элементов схемы.

На чертеже показана схема предлагаемого формирователя импульсов.

Формирователь импульсов содержит первый резистор 1, второй резистор 2, восьмой транзистор 3, третий транзистор 4, пер- . вый транзистор 5, база которого соединена с вторым выводом резистора t и с эмиттером транзистора 3, второй транзистор б, база которого подключена к второму выводу резистора 2 и к эмиттеру транзистора 4, конденсатор 7, первая обкладка которого соединена с базой транзистора 3 и с эмиттером транзистора 5, первый диод 8, катод которого соединен с коллектором транзистора 6. эмиттер которого подключен к второй обкладке, конденсатора 7 и к базе транзистора 4, девятый резистор 10, первый вывод которого соединен с анодом диода 8, третий резистор 11, первый вывод которого подключен к аноду диода 9, четвертый резистор 12, десятый резистор 13, четвертый транзистор 14, база которого соединена с вторым выводом резистора 10 и с вторым выводом резистора 12, пятый транзистор 15, база которого подключена к второму выводу резистора 11 и к первому выводу резистора 13, одиннадцатый резистор 16, первый выход которого соединен с коллектором транзистора 14, пятый резистор 17, шестой резистор 18, седьмой резистор 19, второй вывод которого подключен к коллектору транзистора 15, шестой транзистор 20, база которого соединена с вторым выводом резистора 16 и с первым выводом резистора 17, седьмой транзистор 21, база которого подключена к второму выводу резистора 18 и к первому выводу резистора 19, восьмой резистор 22, двенадцатый резистор 23, триггер 24, первый вход которого соединен с вторым выводом резистора 22 и с коллектором транзистора 20, первую 25-1 и вторую 25-2 входные шины, которые подключены соответственно к первому выводу резистора 1 и к первому выводу резистора 2, плюс источника питания 26-1, который соединен с первыми выводами резисторов 12 и 22, с

эмиттерами транзисторов 14 и 15, if второму выводу резистора 13 и к второму выводу резистора 23, первый вывод которого подключен к коллектору транзистора 21 и к второму входу триггера 24, общую шину источника питания 26-2, которая соединена с эмиттерами транзисторов 20 и 21, с коллекторами транзисторов 3 и 4, с первым выводом резистора 18 и с вторым выводом

0 резистора 17, выходные шины 27-1 и 27-2, к которым подключены прямой и инверсный соответственно выходы триггера 24,

На шины 25-1 и 25-2 подается переменное синусоидальное напряжение. Величина

5 напряжения источника питания с полюсом 26-1 и общей шиной 26-2 выбирается, исходя из элементной базы устройства, в составе которого используется предлагаемый формирователь импульсов. Величина емко0 сти конденсатора 7 выбирается такой, чтобы за половину периода напряжения на шинах 25-1 и 25-2 конденсатор 7 заряжался до напряжения, равного 10-20% напряжения источника питания с полюсом 26-1 и общей

5 шиной 26-2.

Формирователь импульсов работает следующим образом.

Работу формирователя импульсов рассмотрим с момента подачи переменного на0 пряжения на шины 25-1 и 25-2 при включенном питании, при этом конденсатор 7 полностью разряжен. Допустим, что в момент подачи переменного напряжения на шине 25-1 действует положительная пол5 уволна. Если на шине 25-1 напряжение больше порога открывания Ощ транзистора 5, то начинает протекать ток по цепи шина 25-1 - резистор 1 - переход база- эмиттер транзистора 5 - конденсатор 7 0 переход база-эмиттер транзистора 4 - резистор 2 - шина 25-2. Если же напряжение на шине 25-1 по отношению к шине 25-2 меньше Uni, то при достижении напряжением на шине 25-1 значения } начинает протекать ток по указанной цепи. Транзисторы 5 и 4 открываются и начинает протекать ток по цепи: плюс 26-1 - параллельно соединенные резне юр 12 и переход эмиттер-база транзистора 14 - резистор 10 - диод 8 - переход коллектор-эмиттер транзистора 5 - конденсатор 7 - переход база-эмиттер транзистора 4 - общая шина 26-2, Открывается транзистор 14 и начинает протекать ток по цепи: плюс 26-1 - переход эмиттер-коллектор транзистора 14 - резистор 16 - параллельно соединенные резистор 17 и переход база-эмиттер транзистора 20 - общая шина 26-2. Транзистор 20 открывается, на его коллекторе появляется напряжение, близкое к

5

0

5

нулевому, и триггер 24 устанавливается в единичное положение. На шине 27-1 появляется единичный сигнал, на шине 27-2 - нулевой сигнал. При этом, так как транзисторы 6 и 3 закрыты, то закрыты и транзи- сторы 15 и 21 и на коллекторе транзистора 21 находится положительное напряжение, по уровню находящееся в пределах напряжения единичного сигнала.

Во время действия положительной пол- у волны на шине 25-1 конденсатор 7 заряжается по цепям от шины 25-1 к шине 25-2 и от источника тока с полюса 26-1 и общей шиной 26-2 таким образом, что положительный потенциал будет на обкладке, соединенной с эмиттером транзистора 5. При спадении положительной полуволны на шине 25-1 транзистор 5 закрывается (причем при напряжении, равном Un + U где U - напряжение на конденсаторе 7} и, соответственно, закрываются транзисторы 14 и 20 и на коллекторе транзистора 20 устанавливается единичный сигнал. Далее на шине 25-2 начинает действовать положительная (по отношению к шине 25-1) пол- уволна переменного напряжения. При напряжении, равном порогу открывания транзистора 6 Una (c учетом заряда конденсатора 7) на переходе база-эмиттер транзистора 6 начинает протекать ток по цепи: шина 25-2 - резистор 2 - переход база-эмиттер транзистора 6 - конденсатор 7 - переход база-эмиттер транзистора 3 - транзистор 1- шина 25-1. Транзисторы б и 3 открываются и начинает протекать ток по цепи: плюс 26-1 - параллельно соединенные резистор 13 и переход эмиттер-база транзистора 15 - резистор 11 - диод 9 - переход коллектор-эмиттер транзистора 6 - конденсатор 7 - переход база-коллектор транзистора 3 - общая шина 26-2. Открывается транзистор 15 и начинает протекать ток по цепи: плюс 26-1 - переход эмиттер- коллектор транзистора 15 - резистор 19 - параллельно соединенные резистор 18ипе- реход база-эмиттер транзистора 21 - шина 26-2.

Транзистор 21 открывается и на его коллекторе появляется напряжение, близкое к нулевому, и триггер 24 устанавливается в нулевое положение. На шине 27-1 появляется нулевой сигнал, а на шине 27-2 - единич- ный. Таким образом, на шине 27-1 сформирован единичный импульс, на шине 27-2 - нулевой импульс. Так как во время действия положительной полуволны переменного напряжения на шине 25-2 через конденсатор 7 протекал ток, направление которого противоположно направлению тока, протекающего при действии положительной полуволны на шине 25-1, то конденсатор 7 перезаряжается, В зависимости от времен протекания тока при действии положительной полуволны на шине 25-1 и при действии положительной полуволны на шине 25-2 на конденсаторе 7 через период переменного напряжения может оказаться заряд, положительный полюс которого может быть на любой из обкладок конденсатора 7. Наличие положительного полюса заряда на обкладке, подключенной к эмиттеру транзистора 5, ведет к тому, что открытие транзистора 5 произойдет при напряжении на шине 25-1. большем Uni. и тем самым уменьшает время протекания тока через конденсатор 7, наличие отрицательного полюса заряда на этой же обкладке конденсатора 7 ведет к тому, что открытие транзистора 5 произойдет при напряжении на шине 25-1, меньшем Uni, и тем самым увеличивает время протекания тока через конденсатор 7, Аналогично уменьшается или увеличивается время протекания тока через конденсатор 7 в зависимости от величины и полярности заряда при положительной полуволне на шине 25-2. После подачи переменного напряжения на шины 25-1 и 25-2 через 20-30 периодов (получено экспериментальным путем) процесс перезаряда стабилизируется, времена протекания тока через конденсатор 7 при действии положительной полуволны на шине 25-1 и при действии ее на шине 25-2 становится строго равными и скважность импульсов на выходных шинах 27-1 и 27-2 будет равна 2,

При изменении амплитуды или частоты переменного напряжения на шинах 25-1 и 25-2 времена протекания токачерез конден сатор 7 в одном и в другом направлении описанным способом выравниваются и скважность выходных импульсов сохраняется равной 2.

Экспериментальные исследования макета предлагаемого формирователя импульсов показали, что устройство не критично к точности изготовления и разбросу параметров составляющих элементов (резисторов, конденсатора, диодов, и транзисторов) и при колебаниях амплитуды и частоты переменного синусоидального напряжения поддерживает скважность выходных импульсов равной 2.

Формула изобретения

Формирователь импульсов, содержащий первую и вторую входные шины, первый резистор, первый транзистор, база которого подключена к второму выводу первого резистора, второй резистор, второй

транзистор, база которого соединена с вто- первой обкладке конденсатора и к эмиттеру рым выводом второго резистора, первый и первого транзистора, коллектор которого второй диоды, третий и четвертый транзи- соединен с катодом первого диода, анод стор, база которого подключена к второму которого через девятый резистор подклю- выводу четвертого резистора, пятый тран- g чен к базе четвертого транзистора, коллек- зистор, база которого соединена с вторым тор которого через одиннадцатый резистор выводом третьего резистора, пяты и шее- соединен с базой шестого транзистора, той резисторы седьмой резистор, первый эмиттер которого подключен к второму вы- вывод которого соединен с вторым выводом воду пятого резистора, первому выводу ше- шестого резистора, восьмой резистор, шее- ю стого резистора, коллектору восьмого той транзистор, база которого подключена транзистора и коллектору третьего транзи к первому выводу пятого резисторе, седь- стора, база которого соединена с второй мой транзистор, полюс источника питания, обкладкой конденсатора и эмиттером вто- который подключен к первому выводу чет- рого транзистора, коллектор которого под- вертого резистора и первому выводу вось- 15 ключом к катоду второго диода, анод мого резистора, второй выёод которого которого соединен с первым выводом треть- соединен с коллектором шестого транзисто- его резистора, второй вывод которого под- ра,общуюлиинуисточника питания, которая ключей к первому выводу десятого подключена к эмиттеру седьмого транзисто- резистора, второй вывод которого соединен ра иг второму выводу пятого резистора, вы- 20 с полюсом источника питания-, с эмиттером ходные шины, отличающийся тем, что, пятого транзистора и вторым-выводом две- с целью получения из синусоидального на- надцатого резистора, первый вывод которо- п ряжения выходных импульсов со стабиль- го подключен к второму входу триггера и ной скважностью, равной двум, в него коллектору седьмого транзистора, база ко- введены девятый, десятый, одиннадцатый и 25 торого соединена с первым выводом седь- двеиадцатый резисторы, восьмой транзи- мого резистора, второй вывод которого стор, конденсатор и триггер, выходы кото- подключен к коллектору пятого транзисто- рого подключены к выходным шинам, ра, вторая входная шина соединена с пер- первая входная шина подключена к перво- вым выводом второго резистора, второй му выводу первого резистора, второй вывод 30 вывод которого подключен к эмиттеру треть- которого соединен с эмиттером восьмого его транзистора, первый вход триггера соеди- транзистора, база которого подключена к нен с коллектором шестого транзистора.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при построении измерительных устройств. Целью изобретения является получение из синусоидального напряжения выходных импульсов со стабильной скважностью, равной двум. Формирователь импульсов содержит резисторы 1, 2,11,12,17,18,19 и 22, транзисторы 4, 5, 6, 14 15, 20, 21, диоды 8 и 9, входные шины 25-1 и 25-2, источник питания с полюсом 26-1 и общей шиной 26-2 и выходные шины 27-1 и 27-2. Новым является введение транзистора 3. конденсатора 7, резисторов 10, 13, 16 и 23, триггера 24. Таким образом, при изменении амплитуды или частоты переменного напряжения на шинах 25-1 и 25-2 время протекания тока через конденсатор 7 в одном и в другом направлении выравнивается, скважность входных импульсов сохраняется равной 2. 1 ил. гн о Ittk o27-f -о/7-г 2 О СП ю