Генератор импульсов Советский патент 1992 года по МПК H03K3/281 

Изобретение относится к импульсной технике и, в частности, к оптозлектронным генераторам импульсов миллисекундного диапазона и может быть использовано в устройствах автоматики.

Целью изобретения является увеличение длительности импульсов.

На чертеже приведена схема генератора импульсов.

Генератор содержит первый 1, второй 2, третий 3, четвертый 4, пятый 5, шестой 6. седьмой 7 и восьмой 8 резисторы, первый 9 и второй 10 инверторы, первую 11 и вторую

12 БИСПИН-оптопары, состоящие соответственно из БИСПИН-фотоприемника 13 и светодиода 14 и БИСПИН-фотоприемника 15 и светодиода 16, конденсаторы 17 и 18. введенные оптопары 19 и 20, состоящие соответственно из светодиода 21 и выходного элемента 22 и светодиода 23 и выходного элемента 24, а также RS-триггер 25 с инверсными входами. В качестве оптопар 19 и 20 могут быть применены транзисторные или диодно-транзисторные оптопары. Поэтому, с целью уменьшения объема графических материалов заявки, оптические связи на

W О

чертеже показаны условно между светодио- дами 21, 23 и выходными элементами опто- пар 19 и 20, а последние представлены в раскрытом виде для случай, соответствующего применению дмодно-транзисторной оптопары, при котором фотоприемником является фотодиод 26, а коммутирующим элементом - транзистор 27. При применении транзисторной оптопары фотоприемным и коммутирующим элементом является фототранзистор, включенный аналогично транзистору 27 (фотодиод 2 6 отсутствует).

Светодиоды 14 и 16 подключены катодами к выходам Q и 5 RS-триггера 25 последо- вательно со светодиодами 23 и 21 соответственно, аноды которых через переменные ограничительные резисторы 5 и 6 соответственно подключены к выходам инверторов 10 и 9 и к инверсным входам R- и S- (соответственно) триггера 25. К первой шине 28 источника подключены первые выводы (омических контактов) БИСПИН-фото- приемников 13 и 15 и катоды фотодиодов 26 диодно-транзисторных оптопар 19 и 20. Вторые выводы (запирающих контактов) БИСПИН-фотоприемников 13 и 15 подключены соответственно к входам инверторов 9 и 10 непосредственно и к второй шине 29 источника питания - через резисторы 1 и 2. Между третьим выводом (подложки) и вторым выводом БИСПИН-фотоприемников 13 и 15 соответственно подключены последовательно соединенные времязадающие конденсатор 17, переменный резистор 3 и конденсатор 18, переменный резистор 4. Резисторы 7 и 8 подключены между выводами базы и эмиттера транзистора 27 оптопар 19 и 20 соответственно.

Генератор работает следующим образом.

Пусть после подачи напряжения питания (положительным потенциалом на шину 28) на выходах Q и Q триггера 25 установились соответственно уровни логических О и 1. БИСПИН-фотоприемники 13 и 15 находятся в непроводящем состоянии, поэтому напряжения на резисторах 1 и 2 близки к нулю (соответствуют уровню логического О микросхем ШДП-инверторов 9 и 10). Светодиоды 14, 23 и 16, 21 получают напряжение питания с выходов инверторов 10 и 9 соответственно, но ток протекает только через светодиоды 14 и 23, так как катод свето- диода 14 находится под потенциалом логического О.

Под воздействием облучения фотоприемник 13 начинает накапливать избыточные (неосновные носители), часть которых отводится током заряда конденсатора 17 по цепи: шина 28 питания, вывод подложки

фотоприемника 13, конденсатор 17, резисторы 3 и 1, общая шина 29. Конденсатор 18 в это время шунтируется включенным транзистором 27 (или фототранзистором) элемента 24. облучаемого светодиодом 23. Величины резисторов 3 и 1, 4 и 2 выбираются такими, чтобы амплитуда напряжения на резисторах 1 и 2 от протекания токов заряда конденсаторов 17 и 18 соответственно была

меньше порогового напряжения инверторов 9 и 10 (КМДП-микросхем), Такое состоя- ние генератора сохраняется до возникновения условий генерации в БИС- ПИН-фотоприемни.з 13. Через промежуток

5 времени, определяемый величинами тока светодиода 14, емкости конденсатора 17 и сопротивлений резисторов 3 и 1 БИСПИН- фотоприемник 13 накапливает заряд критической величины и генерирут импульс,

0 длительность которого зависит от величин емкости конденсатора 17 и сопротивления резистора 3, а амплитуда (зависящая от величины напряжения питания и сопротивления резистора 1) превышает пороговое

5 напряжение инвертора 9. В течение импульса фотоприемника 13 выходное напряжение инвертора 9 близко к нулю. Тем самым снимается напряжение питания со светодиодов 16 и 21 на время действия импульса для

0 обеспечения синхронизации процессов в генераторе. Кроме того, прекращается протекание тока через светодиоды 14 и 23 в результате опрокидывания триггера 25 импульсом инвертора 9 (практически по фрон5 ту импульса фотоприемника 13). После окончания импульса фотоприемника 13 переключается инвертор 9 и подает напряжение питания на светодиоды 16 и 21, которые начинают облучать фотоприемник 15 и эле0 мент 22 соответственно. Последний разряжает конденсатор 17 от остаточного напряжения, равного 3-0,7 В (при напряжении питания, равном 5 В), до напряжения, близкого к 0 В,аБ1/1СПИН-фотоприемник 15

5 начинает накапливать избыточные заряды, заряжать конденсатор 18 фототоком через резисторы 4 и 2 и через промежуток времени, определяемый величинами тока светодиода 16, емкости конденсатора 17 и

0 сопротивлений резисторов 4 и 2, генерири- рует импульс положительной полярности, выделившийся на резисторе 2. длительность которого зависит от величин емкости конденсатора 18 и сопротивления резисто5 ра4. 8 течение этого импульса инвертор 10 снимает напряжение питания со светодиодов 14 и 23 и практически по фронту импульса отрицательной полярности инвертора 10 опрокидывает триггер 25, вызывая прекращение протекания тока через светодиоды

1 б и 21. После окончания импульса фотоприемника 15 инвертор 10 подает напряженке питания на светодиоды 14 и 23 и процессы в генераторе повторяются.

Длительность импульсов на выходе инверторов 9 и 10 регулируется соответственно резисторами 3 и 4, причем увеличение сопротивлений резисторов вызывает уменьшение длительности импульсов. Временной сдвиг между импульсами БИСПИН- фотолриемников 13 и 15 (или импульсами инверторов 9 и 10), равный длительности импульса положительной полярности на выходе Q триггера 25, регулируется резистором 5, причем большим значениям сопротивления резистора соответствуют большие значения временного сдвига. Временной сдвиг между импульсами БИСПИН- фотоприемников 15 и 13 (или импульсами инверторов 9 и 10), равный длительности импульса положительной полярности на выходе Q триггера 25, регулируется резистором б, причем большим значениям сопротивления резистора соответствуют большие значения временного сдвига. Длительности импульсов на выходах инверторов 9 и 10 практически не зависят от величин сопротивлений резисторов 5 и б при постоянных величинах конденсаторов 17 и 18 и сопротивлений резисторов 3 и 4. Изменение диапазона частот следования и длительностей импульсов достигается изменением емкости конденсаторов 17 и 18. Выходами генератора являются выходы инверторов 9 и 10 и выходы триггера 25. Формула изобретения 1. Генератор импульсов, содержащий RS-триггер, прямой и инверсный входы которого соединены соответственно с первыми входами первого и второго формирователей задержанных импульсов, первый и второй инверторы, выход первого инвертора соединен с S-входом RS-тригге- ра и вторым входом второго формирователя задержанных импульсов, соединенного выходом с входом второго инвертора, выход которого соединен с R-входом RS-триггера и с вторым входом первого формирователя задержанных импульсов, выход которого соединен с входом первого инвертора, причем каждый формирователь задержанных импульсов содержит БИСПИН-оптопару, катод светодиода которой является первым входом формирователя, ограничительный резистор соединен с вторым входом формирователя, первый вывод БИСПИН-фотопри- емника соединен с первой шиной источника питания, второй вывод БИСПИН-фотоприемника является выходом формирователя и через нагрузочный резистор соединен с второй шиной источника питания, а между третьим и вторым выводами БИСПИН-фото- приемника включены последовательно соединенные времязадающие конденсатор и резистор, отличающийся тем, что, с целью увеличения длительности импульсов, в него введены первая и вторая оптопары.

причем светодиод первой введенной ото- пары включен последовательно со светоди- одом и ограничительным резистором первой БИСПИН-оптопары, а выходной элемент первой введенной оптопары подключен к элементам второго формирователя задержанных импульсов, первым выводом - к третьему выводу БИСПИН-фотоприемни- ка и к первому выводу времязадающего конденсатора, вторым выводом - к второму

выводу времязадающего конденсатора, а четвертым выводом - к первой шине источника питания, светодиод второй введенной оптопары включен последовательно со сзе- тодиодом и ограничительным резистором

второй БИСПИН-оптопары, а выходной элемент второй введенной оптопары подключен к элементам первого формирователя задержанных импульсов, первым выводом - к третьему выводу БИСПИН-фотоприемника и к первому выводу времязадающегс конденсатора, вторым выводом - к второму выводу времязадающего конденсатора, а четвертым выводом - к первой шине источника питания.

2. Генератор по п. 1,отличающийся тем, что в качестве первой и второй, введенных оптопар применены диодно-транзи- сторные оптопары, выходной элемент каждой из которых представляет собой п-рп-транзистор, база которого соединена с анодом фотодиода, причем первым, вторым, третьим и четвертым выводами выходного элемента оптопары являются соответственно коллектор, эмиттер и база п-р-п-транзистора и катод фотодиода.

3. Генератор по п.1, о т л и ч а ю щи й- с я тем, что в качестве первой и второй введенных оптопар применены транзисторные оптопары, выходной элемент каждой из

которых представляет собой фототранзистор, причем первым, вторым и третьим выводами выходного элемента являются соответственно коллектор, эмиттер и база фототранзистора.

4. Генератор по пп.1-3, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что между вторым и третьим выводами выходных элементов первой и второй введенных оптопар включен резистор.

+ U

18

-о

Изобретение относится к импульсной технике и, в частности, к оптоэлектронным генераторам импульсов миллисекундного диапазона. Изобретение решает задачу построения симметричного мультивибратора на базе БИСЛИН-оптопар. Цель изобретения - увеличение длительности импульса - достигается тем, что переменные резисторы 5 и 6 подключены между выходами инверторов 10 и 9, и выходами Q и Q RS-триггера 25 соответственно через светодиоды 23 и 21 введенных первой и второй оптопар и светодиоды 14 и 16 БИСПИН-оптопар 11 и 12, первая из которых состоит из БИСПИН-фо- топриемникз 13 и светодиода 14, а вторая - из БИСПИН-фотоприемника 15 и светодиода 16. БИСПИН-фотоприемник 13 включен последовательно с резистором 1 между шиной 28 питания и общей шиной 29, причем вывод запиоающего кон.эчтз подключен к входу инвертора 9; БИСЛИН-фотоприемник 15 включен последовательно с резистором 2 между шиной 28 питания и общей шиной 29, причем вывод запиоающего контакта подключен к входу инвертора 10, последовательно соединенные конденсатор 17 и переменный резистор 3 подключены между выводами подложки и запирающего контакта БИСПИН-фотоприемника 13, последовательно соединенные конденсатор 18 и переменный резистор 4 подключены между выводами подложки и запирающего контакта БИСПИН-фотоприемника 15 Триггер 25 подключен инверсными входами S и R соответственно к выходам инверторов 9 и 10, а выходные элементы первой и второй введенных оптопар подключены соответственно коллекторами к выводам подложки БИСПИН-фотоприемников 15 и 13 и к первым выводам конденсаторов 18 и 17, а эмиттерами - к вторым выводам конденсаторов 18 и 17 соответствен но. 1 ил. (Л С N4 СП CD