Многофазный мультивибратор Советский патент 1980 года по МПК H03K3/282 

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники.

Известны мультивибраторы на потен- 5 циальных логических элементах на основе RS-триггеров, содержащие два триггера, выполненные на логическихэлементах И-НЕ, времязадаюгций конденсатор, два диода, катоды которых 10 соединены с выходами первого триггера, при этом выходы второго триггера подсоединены к соответствующим входам первого 1.

Это устройство обладает недоста- 15 точной стабильностью длительности формируемых импульсов, невозможностью получения независимой, плавной электронной регулировки д;1йте.г1ьнбсти генерируемых импульсов.20

Известны многофазные -мультивибраторы, содержащие четырехвходовые логические элементы И-НЕ, образующие трйггерные Структуры 2.

Недостаток устройства - нево.змож- 25 ность получения плавной электронной, независимой регулировки длительности генерируемых импульсов.

Цель изобретения - получение плавной электронной, независимой регулиров-30

ки длительности генерируемых импульсов каждой из фаз.

Поставленная цель достигается тем, что в многофазный мультивибратор, содержащий N четырехвходовых логических элементов И-НЕ, из которых каждый предыдущий с каждым последующим образуют триггерньзе структуры, первый вход каждого из четырехвходовых логических элементов И-НЕ через последовательно соединенные диод и времязадающий конденсатор соединены с третьим входом того же элемента, каждый из диодов подключен катодом к соответствующему первому входу четырехвхрдового логического элемента -И-НЕ, введены дополнительный диод, дополнительные двухвходовые логические элементы и регисторы, причем четвертые входы четырехвходовых логических элементов И-НЕ объединены и подключены к входному зажиму, выход первого четырехвходового элемента И-НЕ подключен к второму, входу N-rd, а выход N-ro к первому входу первого, первый вход каждого из дополнительных элементо в И-НК соединен с точкой соединения соответствующего времяза ающегр конденсатора и анода диода , второй - с катодом того же диода, а выход.- с третьим входом соответствующего четырехвходового логического элемента И-НЕ и через соответствующие резисторы с шинами источников управляющих напряжений, причем первый вход первого дополнительного логического элемента И-НЕ через дополнительный диод соединен с входом Многофазного тультивибратрра,; при этом диод к входу подключен,катодом. На фиг. 1 представлена схема предлагаемого многофазного мультивибратора; на фиг. 2 - тоже, логического эле мента {1-НЕ с открытым коллекторным выходом; на фиг. 3 г диаграммы напряжений в различных точках устройства Многофазный мультивибратор содержит четьгрехвходовые логические элемен тй 1-3 И-НЕ,fдвухвходовые логические .элементы 4-6 И-НЕ с открытым коллекто ным выходом, диоды 7-10, .конденсаторы 11-13, резисторы 14-16. Четырехвходовые Логические элементы 1-3 Н-НЕ включены последовательно с образованием триггерных структур мужду соседними элементами и замкнуты в кол цо, .е. элементы 1и2, 2иЗ, Зи И-НЕ соединены перекрестно (выход предыдущего элемента соединен со входом последующего, а выход последующего элемента соединен со входом предыдущего) о Выходы логических элементов 4-6 И-НЕ соединены с установочны ми входами триггерных структур (со,, входами логических элементов 1-3 И-НЕ). Между выходом и первым входом каждого из логических элементов 4-6 И-НЕ включены времязадающие конденса торы 11-13, причем выходы логических элементов 4-6 И-НЕ через резистора 14-16 подключены k источникам- управляющих напряжений U - U. Первые входы к аждого из логических элементов 4-6.И-НЕ/ через диоды 7-9 соединены ос вторыми входами тех же логических элементов и с выходами, соответствующих логических элементов 1-3 Й-НЕ. Четвертые входы логических элементов 1-3 И-НЕ объединены и подключены к входному зажиму 17, который через диод 10, катодом подключенный к вход ному зажиму 17, подключен к первому входу логического элемента 4 И-НЕ. Мультивибратор работаег с/гедующим образом. В исходном состоянии на входном зажиме 17 низкий уровень логической О (фиг. За, интервал to - t). На иаходе логического элемента 4 И-НЕ .устанавливаиется: потенциал источника управляющезго нагфялсения U;,, при, этом конденсатор 11 заряжев до потенциала источника управляющего напряжения. На выходах логических элементов 5, 6 И-НЕ - низкий уровень логического О (фиг. Зг ,е , интервал tj5 - t,() , конденсаторы 12, 13 разряжены, на выходах логических элеменгов 2, 3 И-НЕ - высокий уровень логической . При подаче на входной зажим 17 импульса уровня логической герная структура, образованная логическими элементами 1, 2 И-НЕ переводится в нулевое состояние, при этом на выходе логического элемента 1 И-НЕ устанавливается уровень логического О (фиг. 3 в момент времени t), информируется передний фронт выходного импульса первой фазы мультивибратора . Конденсатор при этом разряжается через входную и выходную цепь логического элемента 4 И-НЕ, который при этом оказывается охвачен глубокой отрицательной обратной связью через конденсатор 11, вследствие чего по линейному закону убывает напряжение С а выходе логического элемента 4 -НЕ фиг. 3 cf, интервал времени t -г t/z) . В этот же интервал времени конденсатор 12 заряжается через резистор 15 до потенциала источника .управляющего напряжения U.j, при этом на вь;ходе Логического элемента 5 И-НЕ устанавливается потенциал источника управляющего напряжения 1} (фиг. 3 интервал времени t - tj). Уровень логического О на выходе логического элемента 1 И-НЕ сохраняется до тех пор, пока напряжен ие на выходе логического элемента 4 И-НЕ в результате разряда конденсатора 11 не уменьшится до напряжения запирания логического элемента 1 И-НЕ. Как только логический элемент 1 И-НЕ начнет запираться, замыкается положительная обратная связь с его выхода на вход логического элемента 2 И-НЕ, в результате чего на выходе логического элемента 2 И-НЕ скачком устанавлива(фиг.3 ется уровень логического f, момент времени tj). Этим заканчивагся формирование выходного импульса первой фазы мультивибратора и начинается формирование выходного импульса второй фазы мультивибратора. После установления на выходе логического элемента 1 И-НЕ уровня логической запирается диод 8, открывается логический элемент 5 И-НЕ, после чего начинается разряд времязадакяцего конденсатора 12, напряжение на выходе логического элемента 5 И-НЕ за счет действия отрицательной обратной связи через конденсатор 12 убывает псэ линейному закону (фиг. 3-г. , интервал времени t t) . Когда напряжение на выходе логического элемента 5 И-НЕ уменьшится до напряжениязапирания логического элемента 2 И-НЕ, напряжение на его выходе начинает возрастать, ( фиг. 3 «э , момент времени tj), что приводит к понижению потенциала на выходе логического элемента 3 И-НЕ, что в свою очередь приводит к скачкообразному переключению триггерной / структуры, образованной логическими элементами 2, 3 И-НЕ. Этим заканчивается формирование выходного импул са второй фазы мультивибратора (импульса уровня логического О на выходе логического элемента 2 И-НЕ). Аналогично формируются выходные импульсы остальных фаз мультивибратора. Таким образом, при уровне логичес кой на выходном зажиме 17 на выходах логических элементов 1-3 И-НЕ поочередно фор1 1ируются импульсы уровня логического О , причем после окончания импульса на выходе . логического элемента 3 И-НЕ начинает формироваться импульс на выходе логического элемента 1 И-НЕ, т.е. в кольце из последовательно соединён ных логических элементов 1-3 И-НЕ непрерывно циркулирует импульсный си нал, причем длительность импульса каждой из фаз мультивибратора определяется как величиной времязадаю- щего конденсатора соответствующей фазы, так и величиной соответствующего управляющего напряжения. Путем изменения потенциалов источ НИКОВ управляющих напряжений можно в широких пределах изменять длительность выходных импульсов, причем уве ричение управляющего напряжения приводит к увеличению длительности ; импульса соответствующей фазы. Это обусловлено тем, что скорость разряда времязадающий конденсаторов 11-13 постоянна и следовательно, при боль шом заряде на конденсаторе разряд бу дет продолжаться дольше. Поскольку начальные фазы импульсо с выходов мультивибратора жестко свя ны с фазой запускающих импульсов на входном зажиме 17, мультивибратор мо жат быть использован как многофазный радиоимпульсный умножитель частоты. Подключение входного зажима 17 к чет вертым входам логических элементов 1 3 И-НЕ позволяет импульсом уровня ло гичёского О,поданным на входной зажим 17, срывать формирование выход ных импульсов в любой из фаз мультивибратора, т. е. мультивибратор обладает малым временем -восстановления исходного состояния и может быть использован как многопороговый селектор импульсов на частоте следования, при этом пороговое значение частоты определяется по наибольшему номеру Ф зы мультивибратора, на выходе которо ;еще продолжают формироваться выходные импульсы в паузах между двумя . входными импульсами. Предлагаемый мультивибратор обладает большей стаёильност.ью длительности формируемых импульсов по сравнению с прототипом, так как связь выхода каждого двухвходового логичес кого элемента 4-6 И-НЕ с его входом через соответствующий конденсатор 1113 приводит к образованию глубокой отрицательной обратной связи, которая стабилизирует время разряда каждого времязадающего конденсатора, и, следовательно, длительность формируемых импульсов. При выполнении предлагаемого многофазного мультивибратора на потенциальных логических элемента х 133 серии изменение: управляющего напряжения от 2В до 5В приводит к увеличению длительности генерируег ах импульсов в б-В раз (от 1 МКС до 8 мкс при С llOOnep), при этом длительность генерируемых импульсов изменяется прямо пропорционально управляющему напряжению. Предлагаемый мультивибраторможет быть легко реализован в виде единой интегральной cxeivtj. Формула изобретения Многофазный мультивибратор, содержащий N четырехвходовых логических элементов И-НЕ, из которых каждый предыдущий с каждым последующим образуют триггерные структуры, первый вход каждого из четырехвходовых логических элементов И-НЕ через последовательно соединенные диод и времязадающий конденсатор соединены с третьим входом того же элемента, каждый из диодов подключен катодом к соответствующему первому входу четырехвходового, логического элемента И-НЕ, отличающийся тем, что, с целью получения плавной электронной, независимой регулирйвки длительности : генерируемых импульсов на каждом из выходов, в него введены дополнительный №од, дополнительные двухвходо.вые логические элементы И-НЕ и резисторы, причем ч..тыё входы четырехвходовых логических элементов И-НЕ ,объеди- . нены и подключены к входному зажиму, выход первого четырехвходового элеме 1та И-НЕ подключен к второму входу Nго, а выход N-ro к первому входу первого, первый вход каждого -из дополнительных элементов И-НЕ соединен с точкой соединения соответствующего времязадающего конденсатора и анода диода, второй - с катодом того же. диода, а выход -. с третьим входом соответствующего четЕлрехвходового логического элемента И-НЕ и через резисторы с шинами источников управляющих напряжений, причем первый вход первого дог полнительного логического элемента И-НЕ через дополнительный диод соединен с входом многофазного мульти