Генератор прямоугольных импульсов с внешним запуском Советский патент 1992 года по МПК H03K3/03 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в цифровых блоках навигационных систем.

Целью изобретения является повышение стабильности частоты следования импульсов и расширение области применения.

На чертеже представлена структурная схема генератора прямоугольных импульсов с внешним запуском.

Генератор прямоугольных импульсов с внешним запуском содержит в каждом из трех каналов первый 1 и второй 2 RS-тригге- ры, первую 3 и вторую 4 времязадающих цепи, первый логический элемент ИЛИ-НЕ 5, выход которого соединен с С-входом триггера 2, кроме того, генератор содержит первый 6 и второй 7 компараторы, синфазные входы которых подключены к времязадаю- щим цепям 3 и 4 соответственно, а противофазные входы - к шине источника опорного

напряжения И оп., выходы компараторов через первую 8 и вторую 9 схемы компенсации отрицательного уровня и через первый 10 и второй 11 инверторы соединены с первыми входами третьего 12 и второго 13 логических элементов ИЛИ-НЕ соответственно. Ко вторым входам логических элементов ИЛИ-НЕ 12 и 13 подсоединена шина 14 синхронизации начального состояния. Каждая из схем компенсации отрицательного уровня представляет резистор включенный между выходом компаратора и входом инвертора и диод, катод которого соединен с резистором и входом инвертора, а анод подключен к общей шине. Выход логического элемента ИЛИ-НЕ 12 соединен с одним из входов мажоритарного элемента 15 своего и соседних каналов, а два других входа мажоритарного элемента подключены к выходам логических элементов ИЛИXI

сл

с©

00 Ы v|

НЕ 12 двух соседних каналов. Выход мажоритарного элемента 15 соединен с R-входом второго RS-триггера 2, Выход второго логического элемента ИЛИ-НЕ 13 соединен с R-входом первого RS-триггера 1. S-входы первого и второго RS-триггеров соединены с общей шиной. Управляющий сигнал подается на шину 16 запуска, которая соединена с первым входом логического элемента ИПИ-НЕ 5. Q-выход триггера 2 соединен с С-входом триггера 1, а выход канала подключен к Q-выходу триггера 1.

На чертеже также показана связь выходов генератора с потребителем сигнала, которая может осуществляться через мажоритарный элемент 17.

Генератор работает следующим образом.

Подается питание на генератор, а по шине напряжение (логическая 1). По шине 14 после этого подается импульсное О - напряжение (логический О), который через логический элемент ИЛИ-НЕ 13 устанавливает первый триггер в О, а через логический элемент ИЛИ-НЕ 12 и мажоритарный элемент 15 устанавливает триггер 2 в О. На Q-выходах триггеров 1 и 2 О - напряжение. При этом на С-входе триггера 1 будет напряжение 1, а на С-входе триггера 2 - напряжение О. На синфазные входы компараторов подается О - на противофазные - положительное от (0,63- 0,85} 1. Следовательно, на выходе компараторов в исходном состоянии будет отрицательное напряжение, которое схемами 8 и 9 ограничиваются до О - и через инверторы 10 и 11 1 подается на первые входы логических элементов ИЛИ-НЕ 12 и 13 соответственно.

После этого на шину 16 подается разрешение запуска О. На выходе логического элемента ИЛИ-НЕ 5 и С-входе триггера 2 напряжение переходит с О в 1. На Q-вы- ходе триггера 2 возникает напряжение Г. Это напряжение подается на времязадаю- щую цепь 4 и поступает на синфазный вход компаратора 6. Через некоторое время напряжение на синфазном входе компаратора сравнивается с опорным, а затем на выходе компаратора 6 появляется 1. Через инвертор 10 логический элемент ИЛИ-НЕ 12 на один из трех входов каждого мажоритарного элемента 15 подается Г.

Как только еще с одного канала подается 1 срабатывает соответствующий мажоритарный элемент.

1 - поступает на R-вход триггера 2 и на Q-выходе появляется О (при этом на выходе времязадающей цепи напряжение быстро падает до О), а на Q-выходе Г.

Перепад с О на 1 поступает на С-вход триггера 1 и переводит триггер в 1 состояние. Одновременно 1 с Q-выхода триггера 1 подается на времязадающую цепь 3 и

через логический элемент ИЛИ-Н Е 5 подает О на С-вход триггера 2.

На выходе времязадающей цепи 3 через некоторое время появляется напряжение, равное опорному и компаратор 7 срабатывает и Г на выходе его через схему компенсации 9, инвертор 11 и логический элемент ИЛИ-НЕ 13 поступает на R-вход триггера 1, устанавливая его в нулевое (исходное) состояние (при этом на выходе времязадающей цепи 3 напряжение быстро падает до О). О с Q-выхода триггера 1 подается на второй вход логического элемента ИЛИ-НЕ 5 инициируя 1 на его выходе, которая поступает на С-вход триггера 2. Перепад напряжения с О на 1 вызывает опрокидывание триггера 2 в единичное состояние. Таким образом, после того, как на Q-выходе триггера 2 появилась 1 процесс повторяется.

Чтобы прекратить генерирование импульсов на шину 16 подается 1, на выходе логического элемента ИЛИ-НЕ 5 всегда имеется О и триггер 2 не меняет свое состояние и, соответственно, триггер 1 также не

меняет свое состояние.

В схеме генератора практически исключен уход периода повторения (частоты) следования импульсов из-за ухода порога срабатывания времязадающей цепи.

Относительная нестабильность от периода следования импульсов из-за стабильности уровня порога при значении постоянной времени времязэдающей цепи г л 0,5 Т можно рассчитать по формуле

,7 Дуп

Уп

45

Unop.o Епит

Ауп

I Unop Unop.o I Епит

где Unop.o - первоначальный уровень порога;

Unop - текущее значение уровня порога;

Епит. - напряжение источника питания.

Практически нестабильность из-за изменения в генераторе будет на несколько порядков меньше, чем из-за других параметров (нестабильности источника питания, ухода номинальных значений времязадаю- щих цепей).

Применение мажоритарного элемента позволяет осуществить синфазную работу трех каналов одновременно, уменьшить влияние разброса параметров за счет ухода элементов времязадающих цепей, источников питания и источников порогового напряжения, т.к. мажоритарный элемент срабатывает после подачи сигналов от первых двух каналов, тем самым подтягивая убежавший вперед или отставший канал под среднее значение.

Начальная установка асех триггеров в исходное состояние сигналом, подаваемым по шине синхронизации начального состояния и мажоритарный элемент позволяют получить синхронную и синфазную работу трех каналов генератора.

Формула изобретения

Генератор прямоугольных импульсов с внешним запуском, содержащий в канале два RS-триггера, два логических элемента ИЛИ-НЕ, две времязадающих цепи, выходы которых подключены к Q-выходам соответствующего RS-триггера, причем первый вход первого логического элемента ИЛИ- НЕ соединен с шиной запуска, второй вход

-с Q-выходом первого Н5-триггера,а выход

-с С-входом второго RS-триггера, (3-выход которого соединен с С-входом первого PS- тоиггера, S-вход которого соединен с общей шиной, отл ичаю щийсятем. что,с целью повышения стабильности частоты следования импульгов и расширения области применения, в него введены два

дополнительных канала, причем каждый из трех каналов дополнительно содержит первый и второй компараторы, первую и вторую схемы компенсации отрицательного уровня, первый, второй инверторы, третий логический элемент ИЛИ-НЕ, мажоритарный элемент и шину синхронизации начального состояния, причем синфазные входы первого и второго компараторов подключены к

выходам второй и первой времязэдзющих цепей соответственно, .а вторые выходы подключены к шине источника опорного напряжения, выходы первого и второго компараторов через первую и вторую схемы

компенсации отрицательного уровня и через первый и второй инверторы соединены с первыми входами третьего и второго логического элемента ИЛИ-НЕ соответственно, при этом к вторым входам третьего и второго логических элементов ИЛИ-НЕ подсоединена шина синхронизации начального состояния, выход третьего логического элемента ИЛИ-НЕ соединен с одним из входов мажоритарного элемента своего и соседних

каналов, а два других входа мажоритарного элемента подключены к выходам третьих логических элементов ИЛИ-НЕ двух соседних каналов, выход мажоритарного элемента соединен с R-БХОДОМ второго

RS-триггера, S-вход которого подключен к общей шине, а выход второго логического элемента ИЛИ-НЕ соединен с R-входом первого RS-триггера, Q-выход которого является выходом канала.

Использование: а цифровых блоках навигационных систем. Сущность изобретения: введение в устройство двух дополнительных канапов и в каждый из трех каналов двух компараторов, двух схем компенсации отрицательного уровня, двух инверторов, логического элемента ИЛИ-НЕ, шины синхронизации начального состояния, шины опорного напряжения, шины запуска и мажоритарного элемента позволило обеспечить синфазную и синхронную работу трех каналов одновременно, уменьшить влияние разброса параметров элементов схемы на частоту следования импульсов, повысить надежность работы генератора. 1 ил.