Мультивибратор с цифровым управлением Советский патент 1977 года по МПК H03K3/28 H03K13/02 

саторов 8-11 и 12-15 одной обкладкой подключенк коллектору транзистора соответствующего плеча мультивибратора, другой обкладкой - к аноду соответствующего диода из групп зарядных диодов 16-19, 20-23 соответствующего плеча мультивибратора и к катоду соответствующего диода из групп разрядных диодов 24-27, 28-31 соответствующего плеча мультивибратора. Аноды групп разрядных диодов 24-27 и 28-31 соответственно подключены к базам транзисторов 1 и 2. Катоды зарядных диодов 16-19 и 20-23 соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым разрядными выходами цифрового регистра 32 управления. Времязадающие резисторы 6 и 7 вторыми выводами подключены к выходу элемента ИЛИ 33 и к катодам диодов 34-ЗЬ. Выходы элемента ИЛИ 33 и аноды диодов 34, 36 соединены с коллекторами транзисторов 1 и 2 соответственно, а анод диода 35- с выходом элемента ИЛИ 37 и с анодами диодов 38-41, которые через резистор 42 соединены с шиной 5. Выходы элемента ИЛИ 37 и катоды диодов 38-41 соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым разрядными выходами цифрового регистра 32 управления.

Группы диодов 16-19, 20-23 предназначены для заряда соответствующих групп конденсаторов 8-И, 12-15. Группы диодов 24-27, 28-31 предназначены для разряда этих конденсаторов.

Цифровой регистр 32 управления предназначен для коммутации поразрядно цепей заряда конденсаторов 8 и 12, 9 и 13, 10 и 14, 11 и 15 через диоды 19 и 20, 17 и 21, 18 и 22, 19 и 23 соответственно. При значении разрядного коэффициента аг 0 с выхода t-ro разряда цифрового регистра 32 управления подается уровень напряжения, равный к. Поэтому i-e. зарядные диоды закрыты, а соответствующие конденсанторы не заряжаются. При значении с выхода i-ro разряда цифрового регистра 32 управления на катоды зарядных диодов 1-го разряда подается нулевой уровень напряжения, и соответствующие конденсаторы заряжаются до напряжения к.

Разрядность цифрового регистра 32 управления определяется необходимым диапазоном управления частоты следования выходных импульсов.

Значения емкостей конденсаторов 8-11 и 12-15 взвешены поразрядно по двоичному закону.

Элементы ИЛИ 33 и 37 обеспечивают устойчивую работу мультивибратора во всем диапазоне изменения управляющего кода.

Мультивибратор работает в автоколебательном режиме и имеет два временно устойчивых состояния, в которых один из транзисторов открыт и насыщен, а другой закрыт. При очередной смене состояний мультивибратора происходит заряд подключенных к коллектору закрывшегося, например, транзистора 1 конденсаторов, например, 8 и 10, связанных через зарядные диоды 16 и 18 с выходами первого и третьего разрядов цифрового регистра 32 управления, имеющими нулевой потенциал на выходе (). При этом конденсаторы 9 и И в работе не участвуют, так как на катоды подключенных к ним зарядных диодов 17 и 19 подается положительный запирающий уровень напряжения (aj- 0). Одновременно заряженные конденсаторы 12 и 14, подключенные к

коллектору открывшегося транзистора 2, разряжаются через диоды 28 и 30 и времязадающий резистор 6 с постоянной времени, пропорциональной суммарной емкости конденсаторов 12 и 14. Когда потенциал базы транзистора I

достигнет порогового уровня, он откроется и мультивибратор переключится в другое временно устойчивое состояние.

Управление частотой мультивибратора осуществляется изменением суммарной емкости

времязадающих конденсаторов и производится цифровым регистром 32 управления. Суммарная емкость времязадающих конденсаторов каждого плеча мультивибратора, участвующих в его работе, определяется из выражения

С Со аг2-: СоЛ,

-1

где Со - емкость конденсатора младшего разряда;

yV, a,.2--ii I

ЧИСЛО управляющего кода цифрового регистра 32 управления.

Ири значении управляющего кода по всем разрядным выходам цифрового регистра 32 управления подается положительный уровень напрял ения, равный к, запирающий разрядные диоды 16-23 и диоды 38-41 элемента 37. При этом времязадающие конденсаторы 8-15 не заряжаются, и процесс автоколебаиий мультивибратора прекращается. Состояние элементов мультивибратора определяется состоянием элемента 37. Учитывая, что диоды

38-41 закрыты, на выходе элемента 37 устанавливается (через резистор 42) потенциал источника питания ЕК, открывающий диод 35 элемента 33. При этом базы транзисторов 1 и 2 оказываются подключенными через резисторы 6 и 7 к потенциалу, близкому к (учитывая, что , где 42, 6 И 7 -

значения сопротивлений резисторов 42, 6 и 7 соответственно). Поэтому оба транзистора будут открытыми и насыщенными. Диоды 34 и

36 элемента 33, подключенные анодами к коллекторам транзисторов 1 и 2, имеющим нулевой потенциал, будут при этом закрыты.

При смене управляющего кода, т. е. при , хотя бы один из диодов 38-41 элемента 37 будет подключен катодом к нулевому уровню напряжения. Выходное напряжение элемента ИЛИ 37 устремляется к нулю. При этом соответственно уменьшаются базовые токи транзисторов 1 и 2, что выводит их из режима насыщения в активиую область статических характеристик. Это вызывает возобновление автоколебаний мультивибратора с частотой, определяемой значением управляющего кода NX. При этом базовые цепи транзисторов I и 2 питаются через открытые диоды 34 или 36 элемента ИЛИ 33 от коллектора закрытого транзистора. При закрытом транзисторе 1 питание базовых цепей нроизводится через открытый диод 34, а при закрытом транзисторе 2 через открытый диод 36. Диод 35 при этом закрыт нулевым уровнем напряжения на аноде.

Таким образом, предлагае,мый мультивибратор с цифровым управлением, как и прототип, осуществляет цифровое управление частотой следования выходных имиульсов. Однако предлагаемый мультивибратор обладает более высокой устойчивостью в работе при изменении управляющего кода от значения к значению .

Частотный диапазон предлагаемого мультивибратора определяется сверху частотными свойствами транзисторов, а снизу - коэффициентом усиления этих транзисторов. Влиянне коэффициента усиления транзисторов заключается в том, что при значительном увеличении емкости времязадающих конденсаторов происходит искажение формы выходных импульсов.

Диапазон изменения частоты и разрядность цифрового регистра 32 управления в предлагаемом мультивибраторе определяется стабильностью входящих в него элементов.

Формула изобретения

Мультивибратор с цифровым управленнем по авт. св. № 517140, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости в работе, в него введены «-входовый и трехвходовый

диодные элементы ИЛИ, выход трехвходового диодного элемента ИЛИ соединен с времязадающими регистрами, первый и второй входы трехвходового диодного элемента ИЛИ соединены с коллекторами транзисторов соответствующих плеч мультивибратора, а третий вход трехвходового диодного элемента ИЛИ соединен с выходом п-входового элемента ИЛИ, входы которого соединены с соответствующими разрядными выходами цифрового регисгра

управления.