Многофазный формирователь импульсов Советский патент 1979 года по МПК H03K5/01 

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве формирователя прямоугольных импульсов.

Известен многофазный формировате импульсов, к оторЕлй содержит N транзистрров, число которых соответ- ствует требуемому числу выходных импульсов, и ждущий мультивибратор на двух транзисторах 1.

Однако это устройство обладает недостаточной крутизной фронтов выходных импульсов и не обеспечивает сдвига во времени выходных импульсов .

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является многофазный формирователь импульсов содержащий N формирювателей, выполненных на транзисторах и содержащих времязадающие цепи, диоды и делитель напряжения 2.

Недостатками данного устройства являются: малая крутизна фронтов выходных импульсов, низкая стабильност.з длительностей выходных импульсов, сложность реализации устройства на потенциальных логических элементах. В этом устройстве вькодные импульсы снимаются с коллекторов

транзисторов, а поскольку к коллекторам подключены времязадающие конденсаторы, длительность фронтов формируемых импульсов определяется временем заряда (разряда) конденсаторов , причем длительность фронтов увеличивается при увеличении длительности формируемых импульсов, так как для увеличения длительности

0 выходных импульсов необходимо увеличить постоянную времени заряда конденсаторов. Изменение напряжения питания в данном устройстве приводит к изменению скорости нараста5ния напряжения на входах транзисторов, формирующих выходные импульсы, что вызывает изменение длительности формируемых импульсов.

Цель изобретения - улучшение параметров вьлходных импульсов .

Это достигается тем, что в многофазный формирователь импульсов, содержащий п формирователей, введен логический элемент И-НЕ, вход кото5рого соединен с выходом первого формирователя, а выход логического элемента И-НЕ подключен к первому входу первого формирователя, при этом выход каждого последующего фор0мирователя соединен с вторьм входом

предьщущего формирователя, а выход предыдущего - с первым входом последующего формирователя.

На фиг.1 изображена структурная схема многофазного формирователя импульсов; на фиг,2 - диаграммы напряжений в различных точках схемы

Формирователь импульсов содержит п (п-число генерируемых формирователем импульсов, сдвинутых во времени один относительно, другого) формирователей 1,2 и 3, выполненных на трехвходовых логических элементах И-НЕ 4-6, инверторах 7-9, диодах 1012, конденсаторах 13-15, и логического элемента И-НЕ 16, один вход которого соединен с входным зажимом 17

В первом формирователе 1 первЕлй вход логического элемента И-НЕ 4 через последовательно соединенные диод 10, который катодом подключен к первому входу, и инвертор 7 соединен с третьим входом логического элемента И-НЕ.4. Вход и выход инвертора 7 соединены через времязадающий конденсатор 13. Остальные формирюватели выполнены аналогично формирователю 1. Логические элементы И-НЕ 1 б и 4-6 соединены так, что каждый предыдущий логический элемент H-flB с каждым последующим образуют триггерные структуры, т.е. выход каждого предыдущего логического элемента И-НЕ соединен с первым входом последующего авыход каждого последующего логического элемента И-НЕ соединен с вторьм входом предыдущего.

Многофазный формирователь импульсов работает следующим образом.

В исходном состоянии на входном зажиме 17 присутствует высокий уровень логической (фиг.2 а, интервал времени tQ- t). При этом на выходе логического элемента И-НЕ 16 устанавливается низкий уровень логического О, который обеспечивает закрытое состояние логического элемента И-НЕ 4 и инвертора 7. Конденсатор 13 заряжен до напряжения равного напряжению питания. На выходах инверторов 8,9 - низкий уровень логического О, напряжени на конденсаторг1х 14,15 равны нулю, на выходах логических элементов И-НЕ 4-6 - высокий уровень логической , При подаче на входной зажим 17 импульса логического О триггерная структура, образованная логическими элементами И-НЕ 16,4, переводится в единичное состояние, при этом на выходе логического элемента И-«Е 16 устанавливается уровень логической 1 (фиг.2 б, момент зр&ленк t ) , который открывает логический элемент И-НЕ 4 и запирает диод 10. На выходе логического элемента И-НЕ 4 устанавливается и низкий уровень логического О

(фиг.2в, момент времени t). Переключение триггерноЯ структуры, образованной логическими элементами И-НЕ 16,4 происходит скачкообразно, так как на выходе инвертора 7 сохраняется урювень логической который не препятствует переключению триггерной структуры. В результате появления на выходе логического элемента И-НЕ 16 логической запирается диод 10, после чего открвается инвертор 7. Конденсатор 13 разряжается через входную и выходную цепь инвертора 7. При этом инвертор 7 находится в открытом состоянии, но не насыпается за счет действия отрицательной обратной связи через конденсатор 13, вследствие чего по линейному закону убывает напряжение на выходе инвертора 7. в этот же интервал времени (поскольку на выходе логического элемента И-НЕ 4 поддерживается урювень логического О) конденсатор 14 заряжается через выходную цепь запертого инвертора 8 и выходную цепь огкрытого логического элемента И-НЕ 4 до напряжения равного напряжению источника питания, при этом на выходе инвертора 8 устанавливается уровень логической i (фиг.2е интервгт времени tg) . Уровень

О

логического

на выходе логического элемента И-НЕ 4 сохраняется пока напряжение на выходе инвертора 7 (в результате разряда конденсатора 13) не уменьшится до напряжения запирания логического элемента И-НЕ 4. Как только логический элемент И-НЕ 4 начнет запираться, замыкается положительная обратная связь с его выхода на входы логических элементов И-НЕ 16, 5, в результате на их выходг1х скачком устанавО

ливаются урювни логического

(фиг.2 б,д, момент времени t). Этим заканчивается формирование выходного импульса формирователя 1 и начинается формирование выходного импульса формирователя 2. После установления на выходе логического элемента И-НЕ 4 уровня логической

запирается диод 11, напряжение на выходе инвертора 8, за счет действия отрицательной обр атной связи конденсатор 14, убьтает по линейному закону (фиг.2е, интервал времени tj- t). Когда напряжение на выходе инвертора 8 уменьшается до напряжения запирания логического элемента 5, напряжение на его выходе начинает возрастать

(фиг.2л, момент времени t), что приводит к скачкоюбразному переключению следующей триггерной стуктуры. Этим заканчивается формирование выходного импульса формирователя 2. Точно так же формируются выходные импульсы остальных формирователей. Длительность выходных импульсов определяется величинами емкостей соответствующих времязадающих коиденсаторов 7-9. Многофазный формирователь импуль сов обеспечивает увеличение крутизны фронтов формируемьк импульсов, так как фронты выходных импульсов формируются триггерными структурами переключение которых за счет положительной обратной связи происходит за короткий промежуток времени, определяемый только быстродействием применяемых логических элементов И-НЕ, и, кроме того, время переключения триггерной структуры на зависит от величины емкости времязадающих конденсаторов, так как они не связаны с выходными цепями триггерньк структур. Глубокая отрицательная обратная связь с выхода каждого инвертора на его вход через время эадаюсций конденсатор стабилизирует время разряда каждого конденсатора, что стабилизирует длительности формируемых импульсов. Выполнение мног фазного формирователя импульсов на элементах транзисто1у1О-транзисто 9 ной логики (ТТЛ) позволяет легко реализовать его в виде единой интегральной схемы с высокой помехоустойчивостью и б лстродействем. Формула изобретения Многофазный формирователь импульсов, содержащий п формирователей, отличающийс я тем, что, с целью улучшения параметров выходных импульсов, в него введен логический элемент И-НЕ, вход которого соединен с выходом первого формирователя, а выход логического элемента И-НЕ подключен к первому входу первого формирователя, при этом выход каждого последующего формирователя соединен с вторым входом предыдущего формирователя, а выход предыдущего - с первым входом последующего формирователя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР №389617, кл. Н 03 К 3/284, 05.07.73 2.Авторское свидетельство СССР №376880, кл. Н 03 К 3/29, 05.06.73.

1 Г