Генератор прямоугольных импульсов Советский патент 1980 года по МПК H03K3/02 

{54} ГЕНЕРАТОР ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к автоматике и может найти применение в аналогоцифровых устройствах, например, для контроля и регулирования технологических процессов. Известен мультивибратор с цифровым управлением, содержащий два транзистора одного типа проводимости, каждый из которых эмиттером соединен с общей шиной, коллектором через резистор с шиной источника питания, цифровой регистр управления, две группы по п разрядных диодов, две группы по п зарядных дио-. дов и две группы по п времязадающих конденсаторов l3 . Импульсы на выходе этого мультивибратора имеют непрямоугольную форму длительность фронтов импульсов определяется коэффициентом усиления и частотными характеристиками транзисторов. В связи с этим для обеспечения работы мул тивибратора в быстродействующих аналого цифровых схемах необходима установка формирователя импульсов на выходе мультивибратора, что усложняет схемы и снижает ее быстродействие. Частотой переключения управляют путем изменетогя суммарной емкострг времязадаюишх конденсаторов. Это ограничивает возможность применения мультивибратора в качестве иифроаналогового преобразователя для осуществления преобразования кодчастота, в любой последовательности (по произвольной программе). Мультивибратор выполнен из отдельных (дискретных) элементов, что снижает надежность и повышает трудоемкость монтажа. Известны генераторы, содержащие R3 -триггер, конденсатор, первый и второй диоды 2 . В этих генераторах прямоугольньгх импулъ сов отсутствует возможность 1хш{ рового управления частотой следования выходных импульсов и поэтому он не может применяться в аналого-цифровых системах контроля и регулирования.

Йеяь изобретения - обеспечение цифровой дискретной перестройки частоты в пределах Г значений.

Ддя Гиостижени цели в генератор, содержащий RS -триггер, конденсатор и первый и второй циоды, катоды которых подключены к выходам RS-триггера, а аноды- к противоположным обкладкам конденсатора, введены регистр, первый и второй коммутаторы с. п информационными входами каждый, первая и вторая группы из п -1 диодов ип-1 концеHciaTopoB, причем выходы регистра подключены к адресным входам первого и второго коммутаторов, аноД первого диода подключен к первому информационному входу первого коммутатора, одна обкладка каждого из дополнительно введенных конденсаторов соединена с анодом соответствующего диода из первой группы и подсоединена к одному из остав шихся (п -1 информационных входов первого коммутатора, анод второго диода подключен к первому информационному входу второго коммутатора, а вторая обкладка каждого из дополнительно введенных конденсаторов сбедкнена С анодом соответствующего диода из второй группы и подсоединена к одному из оставшихся п-1 информационных входов второго коммутатора, катоды диодов первой группы объединены и подключены к инверсному выходу RSтриггера, катоды диодов второй группы объедиНень и подключены к прямому выходуRS-триггера, выход первого коммутатора подключен к R -входу RS - триггера, выход второго коммутатора подключен к S -входу RS-триггера.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит RS -триггер 1, времязадающий конденсатор 2, первь(й 3 и второй 4 диоды, цифровой регистр 5, первый 6 и второй 7 коммутаторы, первую группу диодов 8-10, вторую группу диодов 11-13, времязадающие конденсаторы 14-16. : f -триггер 1 имеет прямой 17 и инверсный 18 выходы конденсаторы 2,

-14, 15, 16 подключены к одноименным входам 19 и 20, 21 и 22, 23 и 24, 25 и 26 коммутаторов 6 и 7, а также к анодам диодов 3,8,9,10 и 13, 12, 11, 4. Катоды диодов 13, I2i 11, 4

присоединены к прямому выходу 17RSтриггера 1. Катоды диодов 3, 8, 9, 10 присоединены к инверсному выходу 18 RS -триггера. Коммутатор 6 имеет управляющие входы 27, 28, коммутатор 7 входы 29, 30, регистр 5 - выходы 31, 3 2,RS-триггер 1 - установочные входы 33, 34, коммутаторы 6 и 7 инверсные выходы 35 и 36 соответственно. Выходы 35 и 36 подключены к установочным входам 33, 34 RS -триггера 1, Выходы 31, 32 регистра 5 соединены с управляющими входами 27, 28 коммутатора 6 и управляющими входами 29, 30 коммутатора 7.

Генератор работает в автоколебательном режиме и с двумя устойчивыми состояниями, в которых на одном из выходо RS xpHrrepa 1 стоит высокий уровень, а на другом - низкий.

Частотой колебаний управляют путе подачи кода с цифрового регистра 5 на управляющие входы коммутатора и тем самым производят выбор требуемого времязадающего конденсатора.

Пусть в рассматриваемый момент времени на выходе 17 RS-триггера 1 присутствует высокий.уровень, а на выходе 18 - низкий.

Кроме того, на выходах 31 и 32 цифрового регистра 5 установлен двоич.ный код, соответствующий первым информационным каналам 19 и 20 коммутаторов 6 и 7. Этот код поступает на управляющие входы 27 и 28 коммутатор 6 и входы 29 и 30 коммутатора 7 и тем самым обеспечивает прохождение сигналов с первых информационных входов 19 и 20 коммутаторов 6 и 7 на их выходы 35 и 36.

Вследствие того, что на выходе 18 RS-трИггера 1 установлен низкий потенциал, на входе 19 коммутатора 6 устанавливается также низкий потенциал, а на инверсном выходе 35 этого комм-утатора - высокий потенциал. Так как на выходе 17RS-TpHrrepa 1 установлен высокий потенциал, диод 4 закрыт и конденсетор 2 заряжается через вход 20 коммутатора 7. Напряжение на входе 20 коммутатора 7 повышается по экспоненте и по достижении порога срабатывания коммутатора 7 на его инверсном выходе 36, а значит и на входе 34И5-триггера 1 ПОЯЕ1ИТСЯ перепад напряжения с высокого уровня На низкий, в результате чего состоя1ше RS -триггера 1 изменится на противоположное. При этом; начнется перезаряд конденсатора 2. Потенциал входа 19 коммутатора 15 логических сигналов начинает повышаться по экспоненте и по достижении порога срабатывания 5 коммутатора 6 на его выходе вится перепад с высокого уровня на низ кий, в результате чего состояние Rs-три гера изменится. Далее процесс повторяется; Предлагаемый генератор в отличие о известного обеспечивает возможность числового управления частотой прямоугольных импульсов, причем преобразование код-частота может быть осуществлено по любой программе (т.е. по произвольному закону преобразования). Для обеспечения работы генератора в быстродействующих устройствах (например, в цифровых системах на микросхемах) не требуется установки дополнител ного формирователя импульсов, так как генерируемые импульсы имеют большую крутизну фронтов. Благодаря указанным преимуществам предлагаемый генератор может найти применение в различных пифроаналоговых преобразователях, например, в стаканах с числовым программным управлением, координатографах и других устройствах. Генератор может быть использован также в качестве задающего генератора для ультразвуковой сварочной установки с девиацией ча;стоты. Кроме того, предлагаемый генератор может применяться в различных телеметрическ;их системах. Формула изобретения Генератор прямоугольных импульсов, содержащий RS-триггер, конденсатор и первый и второй диоды, катоды которых подключены к выходамRS-триггера, а аноды - к противоположным обкладкам конденсатора, отличающи йся 35 поя-тем, что, с целью обеспечения щгфровой 7381056 дискретной перестройки частоты в пределах п значений, в него дополнительно введены регистр, первы и второй,коммутаторы с п информационными входами каждый, первая и вторая группы изп-1 диодов иг -1 конденсаторов, причем вы- ходы регистра подключены к апресньгм входам первого н второго коммутаторов; анод первого диода подключен к первому информационному входу первого коммутатора, одна обкладка каждого из дополнительно введенных конденсаторов сое- . дине на с анодом соответствующего диода из первой группы я подсоединена к одному из оставшихся п -1 информационных входов первого коммутатора, анод второго диода подключен к первому информационному входу второго коммутатора, вторая обкладка каждого дополнительно введенных конденсаторов соединена с анодом соответствующего диода из второй группы и подсоединена к одному из оставшихся п -1 информационных входов второго коммутатора, катоды диодов первой группы объединены и подключены к инверсному выходуR3-триггера, катоды диодов второй группы объединены и подключены к прямому выходуftS-триггера, выход первого коммутатора подключен к R -входу RS-триггера,, выход второго коммутатора подключен к S -входуЯЬ-триггера. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 517140, кл. Н 03 К 3/28, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке Js 2534134/21, кл. Н 03 К 3/28, 1977 (прототип).