Ждущий мультивибратор Советский патент 1980 года по МПК H03K3/28 

(54) ЖДУЩИЙ МУЛЬТИВИБРАТОР

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться в устройствах, требующих регулировки длительности импульсов, а в частности в телевизионных игровых автоматах, в которых необ ходимо осуществить перемещение фигуры игрока в пределах поля изображения. Известны ждущие мультивибраторы, содержащие элементы И-НЕ, конденсатор, резисторы, транзистор QLj . Известные мультивибраторы имеют недостаточный диапазон регулирования длительности выходного импульса. Целью изобретения является расширение диапазона регулирования длительности выходного импульса. Для этого в ждущий мультивибратор, содержащий два последовательно соединенных элемента И-НЕ, конденсатор, резисто ры и транзистор, подключенный коллектором к одному входу первого логического элемента И-НЕ, а эмиттером - к обшей шине, причем база транзистора через ко1 денсатор и резистор подключена к выходу первого логического элемента И-НЕ и через резисторы - к выходу второго логического элемента И-НЕ, введен триггер, счетный вход которого подключен к выходу второго логического элемента И-НЕ, вход установки - к шине запускающих импульсов, а инверсный выход - к свободному входу второго логического элемента И-НЕ. На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого мультивибратора; на фиг. 2 - эпюры напряжений, поясняющие работу мультивибратора. Мультивибратор содержит элементы ИНЕ 1 и 2, резисторы 3-5, конденсатор.б, транзистор 7, триггер 8. Напряжение питания подводится на определенные выводы элементов И-НЕ 1, 2 и триггера 8. Номера этих выводов определяются типом применяемых микросхем и по этой причине на фиг. 1 они не обозначены. Изменяя величину сопротивления резистора 4, можно регулировать длительность выходного импульса на прямом и инверсrtOM выходах триггера 8. Резисторы, конденсатор и транзистор могут быть любого типа, В качестве элементов И-НЕ 1,2 и триггера 8 могут быть применены .любые логические элементы ТТЛ типа. Ждущий мультивибратор работает следующим образом. Пусть на вход запуска мультивибратора (один из входов элемента И-НЕ 1) подан уровень логического О (моменты to фиг, 2). При этом мультивибратор находится i в ждущем режиме, т.е. не генерир;|гет импульсов. На выходе элемента И-НЕ 2 уро вень логи€еской 1 {эпюра 6, фиг, 2) по прямому выходу, транзистор 7 открыт (эпюры 2, 3 фиг. 2), а конденсатор 6 разряжен. В момент времени t на запирающий вход мультивибратора подается уровень логической (эпюра 1, фиг. 2}. С этого момента начинается заряд кон денсатора 6 через выходное сопротивление элемента И-НЕ 1, резистор 3 и параллель но включенное входное сопротивление тран зистора 7 и резисторов 5 и 4. Ток базы транзистора 7, экспоненциаль носпадая в момент времени i, остйгает значения, при котором коллекторный ток транзистора 7 и Еход:.ой ток элемента ИНЕ 1 равны входному току перек нючения этого элемента. В момент t развивается регенеративный процесс вьишючения транзистора 7 и переключение элемента И-НЕ 1 в состояние логического О на выходе (эпюра 4, фиг. 2). При этом отрицательный пере пад выходного напряжения элемента И-НЕ 1 через конденсатор 6 и резиск: р 3 поступает на базу транзистора 7, вызывая уменьшение тока базы последнепэ, Зто в свою очередь ведет к уменьшению входного тока элемента И-НЕ 1 и уменьшению его выходного напряжения. Регенеративный процесс протекает пра тически за 5О-7О НС. При этом элемент И-НЕ 2 также переключается, и на его выходе устанавливается уровень логической I (эпюра 6, фиг. 2). В конзде .дегенеративного прадесса на пряжение на базе транзистора 7 становит ся отрицательным (эпюра 3, фиг. 2). Разряд конденсатора 6 происходит с момента времени tj, до момента времени -Ь. через сопротивление резисторов 4, 5. Напряжение на базе транзистора 7 изме- няется и в момент времени t. достига- ет напряжения порога переключения транзистора 7, В этот момент транзистор открывается, а на выходе элемента И-НЕ 1 устанавливается уровень логической I (эпюра 4, фиг. 2). В это же время на выходе элемента И-НЕ 2 устанавливается уровень логичес кого О (эпюра 6, фиг. 2), который переводит триггер 8 в состояние логической 1 по прямому выходу. С инверсного выхода триггера 8 уровень логического О передается на один из входов элемента И-НБ 2 и удерживает с момента времени t на его выходе уровень логической. Таким образом, триггер 8 переводит ыул зТивибратор в ждуший режим после окончания процесса заряда конденсатора. Зто равнозначно выделению из последовательности импульсов известного мультивибратора (без триггера) одного периода, длительность которого и определяет длительность выходного импульса предлагаемого ждущего мультивибратора. С момента -fcg начинается следующий период работы мультивибратора, который протекает аналогично описанному с момента времени -Ьд до момента времени i; . Изменение сопротивления резистора 4 приводит к изменению длительности процесса разряда конденсатора.6, которая определяет момент переключения триггера 8 и соответственно длительность импульса на его выходах (эпюра 5 и 7, фиг. 2). Диапазон регулирования длительности выходного импульса определяется отноше- нием максимального значения суммы со- противлений резисторов 4 и 5 к минимальному. Минимальное значение суммы сопротивлений резисторов определяется нагрузоч- иой способностью элемента И-НЕ 2. При использовании микросхем серии 734 минимальная величина сопротивлений резисторов 4 и 5 может быть равна 2 кОм. При. использовании микросхем других серий, например 133, 136, 13О, 155, эта величина может быть еще меньше. Максимальная возможная величина сопротивления резисторов 4 и 5 определяется из условия переключения элемента И-НЕ 1. Для транзистора типа КТ379В и микросхемы серии 734 эта величина не менее 2 МОм. Таким образом, суммарное сопротивле- ние резисторов 4 и 5 можно изменять в 10ОО раз без нарушения режима работы устройства. Это означает, что длительносттвыходного импульса мультивибратора можно изменять также не менее чем в 1 000 раз. Следовательно, включение в состав ждущего мультивибратора триггера позволяет перевести широкий диапазон изменения ча стоты известного мультивибратора в диапазон изменения длительности выходного импульса и получить его в 100 раз боль шим, чем у известных устройств. Формула изобретения Ждущий мультивибратор, содержащий два последовательно соединенные логических элемента И-НЕ, конденсатор, резисторы и транзистор, подключенный коллевтором к одному входу первого логи еского элемента И-НЕ, а эмиттером - к общей шине, причем база транзистора через конденсатор и резистор подключена к выходу первого логического элемента И-НЕ и через резисторы - к выходу второго логи еского элемента И-НЕ, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с цепью расширения диапазона регулирования длительности выходного импульса, в него введен триггер, счетный вход которого подключен к выходу второго логического элемента И-НЕ, вход установки - к шине запускающих импульсов, а инверсный выход - к свободному входу второго логического элемента И-НЕ. Источники информации, ; принятые во внимание при экспертизе 1. Приборы и техника эксперимента , 1976 Isfe 2, С.1О9 (прототип).

(мпумсы

0-

запуска

i, i, t.

ts s

фиг. 2