Формирователь импульсов Советский патент 1980 года по МПК H03K5/04 

. 1 Изобретение относится к импульсной технике и может бытьиспользовано в устройствах дискретной автоматики и радиолокационной техники. Известен 4ормировитель импульсов, , содержащий RS -триггер.. . выполненный на элементах транзисторно-трннзисторной логики (ТТЛ), времязадвюи у1о цепь, состоящую из конденсатора и циода,элемент И-ИЕ (вентиль) подключенный выходом к. одному из установочных входов RS -триггера, второй вход которого соединен .с иоточншсом входных-импульсов, а входом к конденсатору времязпааюшой цепи, два . елеменга со свободным коллектором при этом свободный коллектор одного иэ шя связан со входом вентиля, а вход - с выходом упомянутого триггера, свободный коллектор второго элемента И-НЕ под ключен к месту соединения конденсатора и диода рремизиаоюший цепи ноцключеи- пого -анодом к обший uuino, и сход - к вы ходу вентиля ГЛ,, Недостатком такого ({юрмироватслп nivляется то, что при коиструировпкик радио- електрсилых устройств на ociioBC г лс-монт- ной базы ТТЛ форм1фован)1о импульссо относительно болы1г,сх длителыюстоп пр : дполагает использование конденсато юв большой емкости (обычно элоктро/штимоских), что , сомо ло собо исключает возможность выработки высокоточных и высокостабильных временяь1Х интервалов, Большое отр1щательное влияние на временные параметры формируемых им1тульсов оказывает невысокая крут)зна нпрастппип напряжения на вромязацающем коидонса- торо в момент достижения им пороги срабатывания вентилп. Кроме того, при рпоряде через насыщеш1ый вьгходгюй траипистор вентиля времязадающого конденсатора большой емкости ток разряда можот в ниско/шко раз превышать допустимый ток нп груэки адя дашютх) тиля вентиля, что умень11 аот кодожность уст|юПст а. Иавестиы тйк.жо | юрмирооптс л с большой длителъ( выходного импулг:Сп l№plM lft ЯЗ HJDC СОДОрЖПТ ЦПП ДпуХ11ХОДООЫХ логячсск|1х оломоита ТТЛ И-ite и промяоодаюи1ую RC-tioiib, выход которой подклю че)1 через истокопый поитррнтель к одному из сходоа сонтиля, второй плод которого СООД11ИО11 с источником СИГПЛЛЛ. п ТСрой соаоржнт RS -триггер, пьгпопгсспмый }1 логических еломолтпх ТТЛ-ИЕ, ди|}к} е-. рошщруюи ую НС-цепь, выход которой юд ключен к установочным входам упомя1гутого Tptcrrepo, к eднннчllo fy - непосредстиенио, к нулевому - через доухоходопой логический еломент И-НН, между вторым входом которого и обшей шиной включен гголевой транзистор, зптцором лодсооднН8И {ьгй к выходу времязйдоющей цепи, состоящей из коидеисотчэро, связанного через вентиль с единичным выходом триггера, и времязадпющегр резистора, аашунт рованного диодом, катоДом подключенного к -положительной шино питания 2 и fej Недостатком таких формирователей я ляется низкоя точнорть формиропонип за данной длительности выходных нмпульсоа в условиях ооздейстпня дестабялизируюutiix факторов, что обьясняется ке только уменьшением скорости наростоння 8кспо невдиольного напряжения на сромязйдяющем конденсаторе вблизи порога перек иочвний ключевого транэистор13, ло и большим рпабросом пороговых напряжений переключения ключевых транйисторов от вк- земпляра .к экземпляру. Применение в .таких формирователях по левых TpaiteHCTopoB D качестое ключевых элементов времязадак щих цепей поэволяет устранить недостаток формирователей на элементной безе ТТЛ, связанный с нообходимостью .использования блектрол ггичес конденсаторов. Однако при изготоплеиип указанных ({юрмироватеяей .Y Kirrer- ральном испояленин использование полевы транзисторов вызывает трудности техноло ги 1еского порядка, так как в этом случав возншшет необходимость D совмещении МДП с биполярными структурами. Прк этом гланная трудность заключается о на . рушении стабильности окисла под ватоором МДП-структур при проведенки высоко температурных операций диффузии. Таким обрезом, при разработке высоко э4х})ект ив ных интегральных формнровяте- лей больших длительностей, характеризую щихся повышенными точностью нстабкль1юстью, необходкмо исключить необходимость в примененип електролитнчвскнх конденсоторов и полооий TJIA «tancropo, кок влементоо времязпдаюшнх йеной. Иоиболоо близким тохмичоским решением по oTHoiuoHHjo к предлагаемому устройтву является (|юрмирователь имнульсоа, содержащий двп транзистора р-п-рц п-р-п типа гроводнмостеА, причем имиттер р-п-р Tput((OiV|ja соединен с положитоль(гым полюсом источника питания, коллектор влектричоски соединен с ба. три)/GnuTopa, а база чороо перш.гй роокстор соодипоиа с коллектором п-р-п транонстора, являющегося выходом формирователл, и через второй резистор с положительным полюсом источника питания, при этом вмкг тер п-р-гч транзистора соединен с обшой шкной, а коллектор череа времязадлюнгую цепь електрически соединен с базой , Недостатком этого ({юрмироватоля является флюктуация длительности импульсов, которая происходит -как по причине уменьшения скорости изменения акспононциаль кого напряжения «авремязодающем кондвиса- торе вблизи порога отпирания ключевого транзистора, ток и ю-оа дрейфа втого порога, . . Цель изобретения повышения .стабильности длительности импульсов. Поставленная цель достигается тем, что в известном формироватоло имттульсов, содержащем два транзистора р-п-р и rvp-i TH/ia проводимостей, пркчем эмиттер р-п-р транзистора соединен о положительным полюсом источника питания, коллектор лок- трически соединен с базой iS-p-n траггзкс- тора, а база через первый резистор coeaif reiia c коллектором v -p-t транзистора, яаляюшегося выходом формирователе, и через второй резистрр с положительным. полих;ом источника питания, при етом эмиттер П-р траузистора соединен с общей шиной, а коллектор через времязадаюшую цепь электрически соединен с базой, дополнительно введены логический элемент 2И-2ИЛИ-ЬЕ, корректирующая времязадаюшая цепь,п-р-п транзистор н диод, причем выход логического аяемента 2И-2ИЛИНЕ соединен со входами корректирующей н времязадаюшей-цепей; выходы которьрс через два индивидуальных и один общий реэвсторы соединена с положительным полюсом источника питания, при этом выход корректирующей времяэйдающей цепи соодннен с анодом диода, катод которого соединен с обшей шиной источника питания, о выход времлзодающей цепи соединен с коллекторгом и миттером дополнительного П-рП трпнзкстора, бязл которого чсроп рооистор соодкионп- с коляолтором р-И-р Tpaitshcixjpo, коплвкгг)р трпнзисторо тр-п типа прооодимости соодяиеи с первыми входами лопмеского эломонтп 2И-2ИЛИИЕ, вторые входы которого являются входами формирроателя. Нп чортохсо приподсна пршщишшльная CXOMQ ({юрмиропотеля. . Формировптодь импульсов содержит доа трппанстора р-П-р 1 и п-р-о 2 типя про поцимостп, причем эмиттер.р-п-р транзистора 1 соединен с положительным ползосом источилка питпння, коллектор электрически соединен с базой п-р-п тропаио тора 2, а база через псроый резистор 3 соопнненп с коллектором п-р-п;тра11зистора 1 являюшегося выходом формиропате- ля, и через второй резистор 4 с поло;китсльиым полюсом ксточннкп питания, при этом, эмяттер м-р-п транзистора 2 соединен с обшей шиной, Q коллектор через времязадаюа1ую цепь 5 электрически соединен с. базой, дополнительно вЬеденкые логический йлемент 2И-2ИЛИ-1Ш 6, корректирующая оремязодаюишя цепь 7iO-p-r гран8ис1х р 8 и диод 9, соединены следующим образом: выход логического элемента 2И-2ИЛИ-НЕ 6, со входами корректирующей 7 и времязадоюшей 5 цепей, выходы которых через дво .иидивигдуальных и один об щий резисторы 10, 11 и 12 соединены с положительным полюсом источника питания, при втом выход корректирующей вре- . мязадаюшей цепи 7 соеди 1ей с анодом дно да 9, катод которого соединен с-обшей шиной источника питания, а выход время-. оадающей цепи 6 соединен с коллектором и вмиттером дополнительного Л-р-п транэистора 8, база которого через резистор 13 соединена с коллектором тракаисторй 1, коллектор транзистора типа проводимости соединен с первыми входами логического элемента 2И-2ИЛИ- НЕ 6, вторые входы которого являются входами формировка теля. Формирователь-импульсов работает следующим образом. - При подаче напряхсения от источника пн . тания +Е транзисторы 1 и 2 в результате регенеративного процесса (аналошчного пpoиcxoдящe fy при шсыщени транзисторного екБИвалента доухбазового диода), исходящего при этом, скачком переходят в устойчивое насыщенное состояние. Кон- деиспгоры ромпоаппю1Ш1Х це1шй 7 и 3 быстро заряжаются прак±ически до уровня напряжения источника питания по цепям: ч-Е иизкоомиый выход транзистора логического елемеита 2И-2ИЛ1 -НЕ 6, диод 9 И переход баоа-эмиттср транзистора 2. При атом на входах логического гломеитп С действует логические сули и устройстпо находится D устойчивом (хсдуа.ем) состоя ни и. ПОСТУЛ ПМ1ИЙ НО 1ХХОД ЛОГ) ОЛС- мента .ЧЬ О, положитолъпыЛ им-пульс переводит устройство в квпо устоГ{чипоо состояние, хорактерио/омоо (я ми логического ку/ш нп выходе логического элемента 6 и логически ид выходе формирователя. После срабатывания логического пло ментп 2И-2ИЛ11- 1Е его выходноА грпиоистор открывается и когпенсоторы 7 и 5 кремязадаюших цопей начинают ncpoonp;:жпться по целям: обашя шиип, BtfyrpofiKco солротивленио игточника иитаияя, рооисторы 1О, 11, 12, Когда напркх 0 1; 0 на времязадающем конденсаторе 5 пропысит порог открывания транзистора 2 последний вследствие регенеративного процесса открывается, такдсе открывается н тршг- зистор 1. При этом формирова «ие лмггуль- са заканчивается. Со второго входа логического элемента 2H-2Mnii-HE 6 аапрот в виде положительного выходного уровня напряжения снимпотся. Устройство готово к последующему запуску. . Повышение точности 4юрмируемой длительности в устройстве достигнуто при заданном напряжении питания путем включения дополнительной корректирующей цепи 7 состоящей из конденсатора 7 и резистора 11. связанной с времязадающой цепью 5 Состоящей из конденсатора 5 и резистора Ю, общим резистором 12. Анализ работь формирователя показывает, что при выполне 1ии условия C5R.O-5|| , изменение напряжения вовремени на конд нсаторе S .быть представлено в виде ряда без четных членов М где . Е . , - V31(C5.) Следоватет но, улучшение лннуОиости изменен1ш напряжение на вромязодаюшом конденсаторе получоио за счет устроггонкя )Э роэяожония каадрптич1ЮРО чллип, который вносит наибольшую погрсшностт,. Полагпп нзменокио напряжения ил промязадамшем кондонсоторо S линейной (гухкццоП вромопн, попускается tioTpOLUdocib, йоличиио которого poDiia лгЛГ 6 зпт1« т-сз-то. Но срппнс шя формулы 2 с- пошгчниой JJOrpOUlкости ОбЬГЧ1ЮЙ , ПИ-i гоомой обычным пппргоконкем, оидно. что „ прпмонопие корректирующей допи 7 IIJ or погрешность длительности ({юрмкруомых импульсов в51/1 раз. ,г-, Устроненно плиянна roka транэис,-. , торо 2 бпоа KoTopoJX) спяэа щ с времяааt-. дпюшим KoifAeiscoTopoM 5, на флюк1уадию цлитсяьНост формируемых нмтгульсоа, достнг гуто за счет организации истречкого протекяння равного ему по вепичи(о гакого же тока дололкит€)льного транзистора 13. Токим оброэом, продложениов техинчос кое рошоние позиоляег нзготови1ть в intтегрошзиом исполнении высоко94 октивиоо устройство с повышенной точностью-формирования и пойыш тноП стабипыюстыо заданной длительности выходных импульсои при относ(ггельгю малой пеличнно ем- кости сремязадпюптого конденсатора, . Формирооатслг характеряэуетсл слеедlouuiMH положигелыгыми сиойствдми: милым вроменем восстоноилення (за огет. зорядп Еремязадеюшого конденсатора 5 и конденсатора корректирующей цепи 7 относитеяыю малой емг:ости через низкоомлыв ucnKj; pflCiiiHponfiHM дишпооиом длительностей входных импульсов и отсутстпиом влияния кя дл15таль{гость выходных имнульсоо, длитольпостн сходных импульсов (ва счет злпнранип ycTpoftertia по вто ром}- пходу логического елемента 2И -2ИЛИ-НЕ на время действия формкруо- . мого импульса л одной полярностью входного. и выходного импульсов Кромо того, при изготошюннм предложенного формирователя о тпгегралыюм ис нолненин необходимости (иэ-эа отсутствия канальной структуры) усложия1ъ технологию прокзподство оо счет увеличен кия ксолнчестаа тех но логических операдмй. Формула наобротонин Формирователь импуяьсоо, содсржпииШ два трананстора р-п-р и n-p-r типа г роводимостсй, причем эмиттор трокаислгоро сооаииеи с novio «HVO;a iiuM .rHkt .. Г V-T-OlilH, Г.С ЛЛСХТСр С/.- СТр;; ЧСЮКМ ССЮПЛ ОИ С бо.ЭоЯ Г Ш; ЗИСТОра, а Gfion пс-рвыП резистор C(XJ/i;i пеня с каплок1Х)(Х)м а-р - п траипситоро, л , , являющегося выкоаом формнрсльотоля, н чороз второй реоистор с поло/пнтельиик полюсом источника питоння, при отом нмиттер п-р-г троиэисторп соодинои с обо10й uiHiiofL я коплоктор чср«э врсмпзп- шт ч/ р i f ца) цель елоктр1{чоскп соодииои с - t.tЗОЙ. отличающийся том, что - с целью поБыше 11Я стп(1 льиости длительности импульсоВ| в 4 орм; роцатель дололлителъ.чо г.сецепы логи«ес ий элемент 2И- 2ИЛИ-НЕ5 корректирующая премязодаюигая цепь, rt-p-n транзистор и диод, при--. чем выход логического элемента 2Й-2И Л ИНЕ соединен со, входами сорроктирую(лой и RpevfRзaдa otяeft попей, выходы которых через Два индквидуалтзных и один общий .резисторы соединены с лоложнтелыгым колюсом источника литпния, при отом выход корр ектнруюнюй вромнзсдоюшой «опи соединен с еиодом диода, катод Koiopxsro соединен с общс шиной .источника питоПИЯ, а выход времязадающой цепи соединен с коллектором и эмиттером дополнительного п-р-г транзистора, база которого ерез резистор ; соедижяш с коллектором р-п-р транзистора, каалектор трапвистора типа проподнмости соединен с первыми входами логического элемента 2И-2ИЛИ-НЕ, вторые входы которого явлйютея ьходами формирователя. , Источники ин(юрмсци11, принятые DO йнимйнио при експортгие 1,Авторское свидетельство СССР j 493899, кл. Н 03 К 3/284, 17.Q7.77. 2..Приборы-и техника эксперимента № 4, 1973, с, 13, рис. 18., 3.Авторское соидетельст1ю СССР . М- 396686, кл. Н 03 К 3/284, 29.04.71. 4,Керрол Лж. Пол -проводиикоЕыо схемы для {ювой техш1ли, М., , 1964, с, 117.