МНОГОФАЗНЫЙ КОЛЬЦЕВОЙ МУЛЬТИВИБРАТОР Советский патент 1974 года по МПК H03K3/281 

1

Изобретение относится к релаксационным генераторам, связанным между собой по кольцевой схеме для получения поочередного воздействия на нагрузки со временем воздействия, равным:

т т

где Т - период воздействия; т - число нагрузок; т - длительность подключения нагрузок.

Известны многофазные кольцевые мультивибраторы, состоящие из четного числа одинаковых каскадов, образованных транзисторными ключами с коллекторными резисторами, подключенными к источнику питания, и схем согласования уровней, включенных в кольцевую схему таким образом, что база последующего транзистора через схему согласования уровней присоединена к коллектору предыдущего транзистора. Эти схемы обладают следующими недостатками:

а)имеют большое количество элементов;

б)в случае обеспечения равных по длительности воздействий на нагрузки необходим подбор RC-элементов для каждой фазы транзисторной схемы, а в схеме с переключающими диодами - дополнительно подбор их по напряжению включения;

в)позволяют получать только двухуровневое напряж.ение;

г)не позволяют по заданной команде осуществлять реверс фаз.

Целью изобретения является получение меньшего разброса длительности импульсов отдельных фаз и уменьшение количества элементов устройства. Поставленная цель достигается благодаря

тому, что общая для всех каскадов времязадающая цепь выполнена из двух резисторов и одного конденсатора и присоединена к кольцевой схеме. Кроме того, в предлагаемом многофазном мультивибраторе каскады разбиты на две равные группы, одноименные каскады каждой группы через переключающие диоды присоединены к промежуточным диодам, которые присоединены у четных каскадов к одному общему диоду, а у нечетных -

ко второму, общие диоды присоединены соответственно к резисторам времязадающей цепочки для четных и нечетных каскадов.

На фиг. 1 и 2 представлепа принципиальная схема многофазного кольцевого мультивибратора.

Описываемый мультивибратор состоит из т (в данном случае четырех) одинаковых каскадов, связаных по кольцевой схеме. Каждый из каскадов включает в себя два транзисторных ключа, выполненных соответственно ыа триодах 1 и 2, резисторах 3, 4 и 5, 6, диодах /, б. 1ч точке соединения резисторов о и о подключена последовательная дено.ка, состоящая из стаоилитрона 9 и каскадного переключающего диода iJ. ш/2 каскадов объединены между собой и подключены к анодам оощих переключающих диодов 11 и 12, катоды которых через резисторы i;:i и 14 подсоединены к источнику питания Tie. 1очкп соединений этих резисторов с общими переключающими диодами связаны между собой через конденсатор 16. Коллекторы трапзнсторов первого каскада в левой rpyinie каскадов подключены соответственно к точкам соединения етаиилитропа и переключающего диода первого п последнего каскадов в нравои группе каскадов. Аналогично коллекторы транзисторных ключей /(ого каскада левой группв подключены соответственно к Л-ым каскадам от начала и конца правой группвг В свою очередв, коллекторы транзисторных ключей правой грунны связаны с левой группой зеркалвно по описанному принципу. jleBbie транзисторные ключи всех каскадов через свои базовые сопротивлепия объединены между собой; аналогично объедипенв между собой правые транзисторные ключи. На один из этих общих проводов подается постояннвш положительный запирающий потенциал, в то время как па другом общем проводе потенциал устанавливается равным или близким к пулю. Взаимное изменение нотенциалов общих проводов производится при реверсе подключения нагрузок. Такое взаимное распределение потенциалов может осуществлять любая спусковая схема с двумя выходами, например триггер или иереключатель. Работа схемы заключается в следующем. При подаче питающего напряжения включаются один из общих переключающих диодов и один из каскадных переключающих диодов и пробивается последовательно с ним соединенный стабилитрон. При этом начинает протекать базовый ток через транзистор той группы ключей, на общий нровод которой не подан запирающий положительный потенциал. Параметры схемы подбираются таким образом, что транзистор от указанного базового тока переходит в режим насыщения. Коллекторио-эмиттерный переход насыщенного Tpaiiзисторного ключа щунтирует стабилитрон соответствующего каскада другой группы. В противоположной группе каскад, к которому подключен коллектор насыщенного транзистора, оказывается подготовленным к очередному включению. Когда в результате заряда конденсатора 15 панряжение на катоде закрытого общего переключающего диода достигает величины, равной сумме напряжений пробоя общего переключающего диода и каскадного переключающего диода подготовленного каскада, онп включаются п создают разрядную цепь конденсатору 15. Напряжение на конденсаторе выключает общий и каскадный переключающие диоды, включенные до этого. В результате размыкается цепь базового тока открытого транзисторного ключа, и он выключается. Коллекторпо-эмиттерный переход прекращает шуптировать стабилитрон подготовленного каскада, в связи с чем он пробивается и включается соответствующий транзисторный ключ этого каскада. Коллекторно-эмиттерный переход открывщегося транзистора щунтирует стабилитрон очередного каскада нервой грунны, подготавливая его включение. Конденсатор 15 перезаряжается через апалогичные ранее указанным цепи и, когда напряжение на катоде общего переключающего диода нервой группы достигает суммарного напряжения включения этого д,иода и соответствующего (подготовленного) каскадного, они пробиваются. В результате аналогично срабатывает транзисторный ключ этого каскада и подготавливает к включению следующий каскад второй группы. Дальнейщая работа протекает описанным выгпе образом по кольцевой схеме. Выходное напряжение для нагрузки данного каскада снимается с общей точки соединения стабилитрона, каскадного переключающего диода и коллекторного резистора 16, которое в частном случае являться нагрузкой. В случае больщого количества нагрузок схему описываемого устройства можно сделать еще более надежной, построив ее в внде, показанном на фиг. 2, где в качестве примера Г1оказано 12-фазное обегающее устройство. В этой схеме последовательно с каждым общим переключающим диодом ставятся еще промежуточные переключающие диоды 17, 18, 19, каждый из которых своим анодом подключается к двум каскадам. Для надежности эти переключающие диоды могут быть зарезервированы (так же, как и общие диоды) диодами 20, 21, 22, включенными параллельно. Чередование фаз строится таким образом, что второй каскад в подгруппе срабатывает через половину полпого цикла после первого каскада, т. е. второй каскад срабатывает позже первого на время опроса половины нагрузок. При закорачивании каскадного переключающего диода возможны два случая; либо это не влияет па работу схемы, если стабилитрон второго каскада данной подгруппы имеет меньщее напряжение пробоя, либо в этой подгруппе срабатывает только дефектный каскад. В этом случае устройство обегает ноловину нагрузок, а при реверсе обегается вторая половипа нагрузок, так как обязательно все нагрузки обегаются. В описываемой схеме, если окажется подготовленным дефектный каскад, то па этом такте срабатывает только второй каскад данной подгруппы, так как для его включения ребуется напряжение меньшее, чем для осальных каскадов группы на величину панряжения пробоя промежуточных переключающих диодов. Таким образом, при данном дефекте устройство обязательно обегает половину нагрузок, а при реверсе - обегается вторая половина. По сравнению с аналогичными примерами схема при дефектах работает более равномерно по числу опрашиваемых нагрузок за каждый период реверса.

Предмет изобретения

1. Многофазный кольцевой мультивибратор, состоящий из четного числа одинаковых каскадов, образованных транзисторными ключами с коллекторными резисторами, подключенными к источнику питания, и схем согласования уровней, включенных в кольцевую схему таким образом, что база последующего транзистора через схему согласования уровней присоединена к коллектору предыдущего транзистора, отличающийся тем, что, с целью уменьщения количества элементов, задающих длительность импульсов, общая для всех каскадов времязадающая цепь, выполнена из двух резисторов и одного конденсатора и присоединена к кольцевой схеме так, что все коллекторы четных каскадов через переключающие диоды присоединены к одному указанному резистору, а нечетные - ко второму, этими концами резисторов включен конденсатор, а свободные концы резисторов присоединены к источнику опорного напряжения.

2. Мультивибратор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью получения меньшего разброса длительности импульсов отдельных фаз, каскады разбиты на две равные группы, одноименные каскады каждой группы через переключающие диоды присоединены к

промежуточным диодам, которые присоединены у четных каскадов к одному общему диоду, а у нечетных - ко второму, общие диоды присоединены соответственно к резисторам времязадающей цепочки для четных и

нечетных каскадов, причем напрял ение пробоя общих диодов выбрано большим, чем напряжение пробоя переключающих и промежуточных диодов.