Формирователь импульсов Советский патент 1980 года по МПК H03K3/284 

1 Изобретение относится к импульсной технике и может быть, использовано в синтезаторах частоты ив схемах формирования сигналов, в частности в делителях частоты с дробным коэффициентом деления и умножителях частоты, выполненных на элементах цифровой техники, где срабатывание схем осу111ествляется от переднего и заднего фронтов входных импульсов, а также в умножителях частоты с выделением гармоники в спектре,в которых необходимо на вход подавать импульсную последовательность с опре деленной и стабильной скважностью . импульсов. Известны формирователи импульсов выполненные на элементах ТТЛ и .содержащие элементы И-НЕ, времязадающую RC-цепочку причем вход устройст ва соединен со входом первого элемента И-НЕ и входом второго элемент И-НЕ, выход первого элемента И-НЕ соединен через времязадающую RC-цепочку. с другим входом второго элеме та И-НЕ, выход которого являе.тся выходом формирователя Р-ЗЦепочка обратной связи, состояща из элемента И-НЕ, диода и RC-цепочк улучшает задний фронт выходного импульса, однако на выходе устройства формируется импульс, длительность которого зависит от постоянной времени времязадающей цепочки. Наиболее близкий к предлагаемому формирователь импульсов содержит два инвертора и времязадаюлую цепь, .состоящую из последовательно соединенных резистора и конденсатора., первые выводы которых подключены ко входу второго инвертора, а второй вывод резистора соединен с выходом первого инвертора р. Недостатками известного формиро вателя импульсов регулируемой длительности являются нестабильность скважности выходных импульсов при изменении с.кважности входных, а также отсутствие автоматической регу;1ировки длительности импульсов. Цель изобретения - стабилизация скйажности выходных импульсов. Указанная цель достигается тем, что в формирователь импульсов, содержащий два инвертора и времязадающую цепь, состоящую из последовательно соединенных резистора и кон денсатора, первые выходы которых

подключены ко входу второго инвертора, второй вывод резистора соединен с выходом первого инвертора, введены фильтр нижних частот, комnapatop напряжений, источник опорного нап|)яжения,диод и варикап, включенный между вторым выводом конденсатора времязадающей цепи и общей шиной, причем анод варикапа соединен со вторым выводом конденсатора и с компаратором напряжений, один вход которого подключен к источнику бпорно о напряжения, другой к выходу фильтра нижних частот, вход

;которого соединен с выходом второго инвертора, а парашлельно резистору

времязаданяцей цепи подключен диод, анод которого соединен со вторым вывойОм резистора. .

На фиг. 1 приведена функциочальная схема предлагаемого формирователя импульсов; на фиг. 2 представлены времённые диаграммЕл, поя сняющие суть работы устройства;, на фиг. 3 - зави- симость емкости варикапа от управляющего напряжения. . :

Формирователь импульсов содержит инвертор 1, резистор 2, диод 3, конденсатор 4 времящадающей цепи, управляющий элемент (варикап) 5, инвертор 6, фильтр 7 нижних частот (ФНЧ), источник 8 опорного напряжения, компаратор 9 напряжений, общую шину 1р.

Формирователь импульсов работает ;слёдунвдим образом.

: На вход формирователя импульсов Пбступают прямоугольные импульсы с уровнями логическрй 1 илогического О, со скважностью (. На : выходе йнвер тора 1 задний фронт импуйьса р аетя;гивается времязадающей цепочкой, состоящей из сопротивления резистора 2, емкостей конденсатора 4 и варикапа 5. Постоянная вреМёни7 разряд а конденсатора равна tpa-ip R СварСс. ) при пере-, коде инвертора 1 из состояния логической 1 в состояние логического О на выходе. Постоянная времени заряда конденсатора равнаТ р разр засчет того, что диод 3 шунтирует резистор 2 при переходе инвертора из состояния логического О в состояние логической 1. Когда.н.а:тир-яукёЩ-яё на входе инвертора б достигает уровйя порога Срабатывания (Unopor) инвертора 6, расширенный- импульс инвертируется инвертором б и поступает на выход формирователя и на фильтр нижних частот 7, рассчитанный на выделение постоянной составляющей импульсов. В компараторе 9 положительная постоянная составляющая импульсов (и) сравнирается b отрицательньом опорным напряжением (Uonb поступанхдим от источника 8 опорного напряжения. Приравенстве на входе компаратора, напряжений (Uon Uo)c выхода компаратора.снимается управляющее напряжение (минус Що ) (см,фиг.3), которое приложено к вари1 апу. Это-му напряжению U соответствует емкость варикапа С1.Предположим, что при jEgj const длительность импульсов на входе формирователя уменьшается (см.фиг...2 а) При этом,так как постоянная времени цепи разряда конденсатораГру р К-С ц,,, мгновенно измениться не может, уменьшается длительность импульсов на ВЕЛходе формирователя импульсов, что приводит к уменьшению постоянной составляющей импульсов на выходе фильтра 7 нижних часто.т (,) и на положительном входе компаратора 9 На выходе компаратора при j-Uon f увеличивается отрицательное управляющее напряжение . фиг. 3), поступающее на варикап, которому соответствует емкость варикапа С2 (). При этом уменьшается постоянная времени времязадающей Цепочки (Та C;j), и длительность импульсов (а следовательно, и скважность) на выходе формирователя остается прежней. .; ,

Если увеличивается длительность импульсов на входе формирователя при -6 const (см.фиг. 2 б) , то соответственно увеличивается длительность импульсов на выходе формирователя и постоянная составляющая на выходе фильтра 7 нижних частот . (и Utj) . При этом уменьшается управлякяцее напряжение с выхода компаратора (,) .увеличивается постоянная времени разряда времязадающей хлепочки (,C) и длительность импульсов (а следовательно, скважность) на выходе формирователя остается прежней.

Таким образом, из рассмотрения пpiинципa действия формирователя импульсов можно сделать вывод, что Скважность импульсов на выходе формироваТеля определяется величиной опорного напряже.ния Uon, которое формируется в источник опорных на. пряжений. . . . . . .

Такой формирователь является автоматической следящей системой, которая все время Отрабатывает сигнал ошибки, появляющийся; при неравенстве двух напряжений - напряжения постоянной составляквдей и и опорного напряжения соответственно на положительном и отрицательном входах компаратора. Автоматически изменяя величину опорного напряжения в датчике опорных напряжений по определенному закону,г«эжно по этому же закону менять скважность импульсов на выходе формирователя при условии, что на вход поступают импульсы с постояйной частотой и скважностью.

Предлагаемый формирователь импульсЬй находит применение в цифрог

вых устройствах, срабатывающих по : переднему и заднемуфронтам входного импульса, позволяя автОматически изменять коэффициент умножения в умножителях, вьтолненных на элементах цифровой техники, и подчеркивать определенную гармонику входного;сигнала в умножителях выполненных на элементах аналоговой техники формирователь позволяет автоматически изменять фазу сигнала в системах связи с временной импульсной модуляцией {ДИМ, ФИМ), . причем регулировка и стабильность фазы выходного сигнала значительно выше, чем в известных технических решениях, в качестве элемента фильтрации, формирователь импульсов применяется для улу ишения спектра вьаходного сигнала при флюктуациях фазы входных сигналов.

изобретения

Формула

Формирователь 1мпульсов, содержащий два инвертора и времязадакяцуй цепь, состоящую из пдсле довательно соединенных резистора и конденсатора, первые выходы которьк подключены Ко входу второго инвертора, второй вывод ;резистора соединен с выходом первого инвертора, отличающийс я тем, что, с целью стабилизации скважности выходных импульсов, в введены фильтр нижних частот, коМиаратор напряжений, источник опорного напряжения, диод и варикап, . включенный между вторым выводом конденсатора времязадающей цепи к общей шиной, .причем анод варикапа соединен со вторым выводом конденсатора и с компаратором напряжений, один вход которого подключен к- источнику опорного напряжения, другой - к выходу фильтра нижних частот, вход которого соединен с выходом второго инвер5тора, а параллельно резистору времязадающей цепи подключен диод, анод которого соединен cd вторым выводом резистора.

Источники информации,, принятые во внимание при экспертизе

1. Проектирование радиоэлектрон - . ных устройств на интегральных микроЬхемах. - Под ред. проф. С.Я.Шаца,М., Сов. радио, 1976, с, 138, рис.4.15.

2.Приборы и техника эксперимента; 1973, № 4, с. 7-19, рис. 10 (прототип).

Вход

Схема срйбнения %L

CSap.

% % tf/г

Фиг.

-и yap. Фие.З