Устройство задержки импульсов Советский патент 1993 года по МПК H03K5/13 H03K7/04 

Фиг.1

vi ю

CJ

ел

со

Ov

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для задержки импульсов прямоугольной формы на заданное время задержки. Известно устройство задержки импульсов, содержащее элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход которого соединен с входной шиной и с инфор- мационным входом триггера, выход которого соединен с выходной шиной и с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.

Недостатком известного, технического решения является его малое быстродействие из-за большого времени разряда кон

денсатора.

Целью изобретения является повышение быстродействия путем более быстрого разряда конденсатора.

Цель достигается тем, что в устройство задержки импульсов, содержащее элемент

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход которого соединен с выходной шиной и с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, введены интегрирующая цепь, резистор, генератор тока, диод и операционный усили- тель, выход которого соединен с тактовым входом триггера и через диод с инвертирующим входом операционного усилителя и с выходом интегрирующий цепи, вход которой соединен с выходом элемента ИСКЛЮ- ЧАЮЩЕЕ ИЛИ и через резистор с выходом генератора тока и с неинвертирующим входом операционного усилителя.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства задержки импульсов; на фиг. 2 - пример выполнения элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ; на фиг. 3 - эпюры напряжений, поясняющие работу устройства.

На фиг. 1 показаны интегрирующий элемент 1, триггер 2, работающий по перепаду входного напряжения с высокого на низкий потенциал, тактовый вход которого соединен с выходом операционного усилителя 3 и через диод 4 с его инвертирующим входом, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, ис- точник 6 тока, выход которого через резистор 7 соединен с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, первый вход которого соединен с входной шиной 8 и с инфор- мационным входом триггера 2, выход которого соединен с выходной шиной 9 и с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5.

На фиг. 2 показаны резисторы 10 и 11, диоды 12 и 13, транзистор 14, нагрузочный резистор 15 и шина 16.

Работа устройства задержки импульса заключается в следующем.

В отсутствии входных импульсов UBX на шине 8 триггер 2 установлен в положение,

5 Ю

15

0

5 0

5

0 5 0

5

при котором на его выходе и выходной шине 9 напряжение 11вых имеет низкий потенциал, низкий потенциал и на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, ток источника б тока, протекая через резистор 7 и входное сопротивление элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, создает на нем некоторое падение напряжения Un, емкость конденсатора интегрирующей цепи 1 заряжена через диод 4 до величины напряжения на выходе источника 6 тока. Приблизительно такое же напряжение и на выходе операционного усилителя 3, которое через диод 4 поддерживает заряд конденсатора интегрирующей цепи 1 на уровне Un, даже в случае воздействия на него импульсов помех. Это дополнительное преимущество предложенного технического решения, После прихода переднего фронта имрульса UBX на шину 8 на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 формируется высокий потенциал, вследствие чего высокий потенциал формируется и на неинвертирующем входе компаратора за вычетом падения напряжения на резисторе 7, поэтому высокий положительный потенциал формируется и на выходе компаратора, который смещает диод 4 в обратном направлении, конденсатор интегрирующей цели 1 начинает заряжаться и на инвертирующем входе компаратора происходит плавное нарастание напряжения. Когда это напряжение превысит напряжение на неинвертирующем входе компаратора, на его выходе происходит понижение потенциала, триггер 2 переходит в состояние, при котором на его выходе и выходной шине 9 формируется передний фронт выходного импульса, отстающего от переднего фронта входного импульса на время Т. Одновременно с этим диод 4 отпирается и через него быстро происходит разряд конденсатора интегрирующей цепи 1 и понижение напряжения с выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5. После прихода заднего фронта UBx импульса на шину 8 на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 формируется высокий потенциал, на выходе компаратора формируется высокий потенциал, на инвертирующем входе компаратора плавно начинает нарастать напряжение. Через время Т напряжение на инвертирующем входе компаратора становится напряжения на неин- вертирующем входе, на выходе компаратора формирует низкий потенциал и триггер 2 возвращается в исходное состояние, т.е. формируется задний фронт выходного импульса, который отстает от заднего фронта входного импульса на время Т, т.е. длительность выходного импульса строго равна длительности входного импульса.

Конденсатор интегрирующей цепи вновь быстро разряжается через диод 4, и устройство задержки импульсов возвращается в исходное состояние. Далее работа аналогична рассмотренной. Регулирование времени задержки можно осуществить как изменением постоянной времени интегрирующей цепи f, так и регулированием на- пряжения с выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5. Работа элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, показанного на фиг. 2, заключается в следующем. При отсутствии напряжений на шинах 1.7 и 18 или же высоких одинаковых потенциалах транзистор 14 заперт и выходное напряжение на шине 16 равно нулю. В тех случаях, когда на одной из двух шин 17 и 18 имеется высокий потенциал, потенциал базы транзистора 14 меньше потенциала на его эмиттере вследствие деления напряжения делителем на резисторах 10 и 11, поэтому транзистор 14 насыщается и на его коллекторе - шине 16 формирует высокий потенциал.

Данная конструкция элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 не требует для своей работы источника напряжения, что упрощает его, так как повышает его надежность, Это устройство, кроме этого, еще и более экономичное, так как в нем отсутствует потребле- ние при отсутствии или наличии одновременно на двух входах напряжения.

Повышение быстродействия осуществляется за счет организации быстрого разряда конденсаторов при их как угодно медленном заряде (большой постоянной времени заряда). Это дает возможность обеспечивать задержку импульсной последовательности с малой паузой между ними,

что недоступно для известных устройств задержки. Кроме того, предложенное устройство задержки импульсов может задерживать на заданное время Т импульсы любой длительности при малой емкости

конденсаторов в интегрирующей цепи 1 задержки, например задержки на 1 с при дли- тельности выходного импульса более нескольки часов. Это дополнительное преимущество рассматриваемого устройства

задержанных импульсов.

Устройство задержки импульсов относится к импульсной технике и предназначено для задержки прямоугольных импульсов. Устройство содержит интегрирующий элемент 1, триггер 2, операционный усилитель 3, диод 4, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5. источник 6 тока, резистор 7, входную и выходную шины 8 и 9. 1 з.п. ф-лы, 3 ил,

Формула изобретения 1. Устройство задержки импульсов, содержащее элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход которого соединен с входной шиной и с информационным входом триггера, выход которого соединен с выходной шиной и с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия. в него введены интегрирующая цепь, резистор, генератор тока, диод и операционный усилитель, выход которого соединен с тактовым входом триггера и через диод с инвертирующим входом операционного усилителя и с выходом интегрирующей цепи, вход которой соединен с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и через резистор с выходом генератора тока и с неинвертирующим входом операционного усилителя.

2. Устройство по п,1,отличающееся тем, что элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ содержит первый и второй диоды, первый и второй резисторы и транзистор, коллектор которого соединен с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый и второй входы которого через первый и второй диоды соответственно соединены с эмиттером транзистора и через первый и второй резисторы соответственно с базой транзистора,