Ждущий генератор Советский патент 1980 года по МПК H03K3/284 

(54) ЖДУЩИЙ ГЕНЕРАТОР

1

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться в раДйоТёХ- нических устройствах и системах автоматики.

Известен ждущий мультивибратор с фиксированной длительностью выходного сиг-. нала 1. Устройство собрано по обычной схеме ждущего мультивибратора с коллекторно-базовыми связями. Дополнительно введенный ключ на полупроводниковрм транзисторе связан гальванически с врёмязаДающим конденсатором, который блокирует на время перезаряда конденсатора. Этот ждущий . мультивибратор не реагирует на повторные запускающие импульсы, сбвпа- дающие по времени с процессом восстановления схемы, благодаря чему устраняется возможность преждевременного запуска мультивибратора и искажения длительности выходного импульса. Таким образом, данная схема ждущего мультивибратора способна работать, когда на ее вход поступает нерегулярная последовательность зондирующих импульсов, потому что на время формирования выходного импульса времязадающая цепь блокирована от подзаряда конденсатора зондирующими импульсами, совпаданЭЩимй по времени с процессом восстановления.

Однако в таком устройстве также, как и в классических схемах, время восстановления пропорционально длительности формируемых импульсов. Таким образом, этот мультивибратор не позволяет получать нулевое время восстановления, так как в его схеме не предусмотрены средства по ее уменьщению.

Таким образом, при формировании ждуtoщими генераторами Импульсов длительностью порядка сотен миллисекунд возникает проблема уменьщения их времени восстановления. Так как увеличение времени восстановления генератора связано с уменьще15нием его пропускной способности, то не на все приходящие на его вход импульсы он Способен отвечать.

Время восстановления ждуЩих генераторов прямо пропорционально длительности 20 формируемых импульсов. Таким образом, чем больще длительность формируемых генератором импульсбв, тем больще время его восстановления. Обычно в зависимости от схемного решения ждущего генератора вре ;мя%Ьсстановленияего состайляет опреде ленный процент от длительности формируемых импульсов, причем при изменении длительности генератора в широких пределах время восстановления его изменяется линейно. ; Для различных схемных решений ждуш,их генераторов время восстановления колеблется от 10 до 20% от длительности формируемых импульсов, что составляет значительное время-парализации устройства в целом. Известен ждуший генератор с регулируемой частотой следования импульсов 2, содержащий два ждущих мультивибратора, которые в.ключены параллельно и срабатывают одновременно от входного сигнала. Выходные импульсы с ждущих мультивибраторов поступают в противофазе на элемент ИЛИ. Регулировка длительности и частоты выходного импульса генератора осуществляется как за счет изменения постоянных времени RC-цепей ждущих мультивибраторов, так и за счет вычитания из длительности имггульса одного длительности импульса другого ждущего мультивибратора, находящегося по отношению к нему в противофазе. Однако схема генератора имеет большое время восстановления, так как после окончания времени формирования выходного импульса следует процесс восстановления схемы, заключающийся в заряде хронирующего конденсатора времязадающей цепи до напряжения ,питания. Для увеличения длительности генерируемых импульсов необходимо увеличивать величину емкости конденсатора времязадающей цепи, что приводит к пропорциональному возрастанию времени восстановления устройства. Поэтому этот ждущий генератор не может работать в случае, когда на его вход поступает нерегулярная последовательность зондирующих импульсов, так как хронирующий конденсатор времязадающей цепи не успевает зарядиться до установившегося значения напряжения, .--;-::; :-:-.-. .. -. А:: В этом случае на выходе устройства формируется укороченный по длительности импульс или вообще не формируется, так как генератор не срабатывает. Следовательно, известное устройство имеет большое время восстановления и как следствие - низкую пропускную способность, а также не позволяет работать со стабильной длительностью выходных импульсов, когда на его вход поступает нерегулярная последовательность запускающих импульсов. Таким образом, необходимееуслЪвиё работы ждущего генератора, когда на его вход поступают нерегулярные зондирующие им пульсь, и условие увеличения его пропускной способности - время восстановления, равное нулю. Целью изобретения является получение нулевого времени восстановления при формировании стабильных импульсов большой длительности. Для этого в ждущий генератор, содержащий интегрирующую цепь и два одновибратора, выход одного из которых соединен с первым входом элемента ИЛИ, введены формирователь по спаду и элемент И, первый вход которого через интегрирующую цепь соединен с вторым входом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с вторым входом элемента И, выход которого через один одновибратор соединен с интегрирующей цепью и с формирователем по спаду, выход которого соединен с входом другого одновибратора. На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого ждущего генератора. На фиг. 2, а-ж - временные диаграммы, поясняющие принцип его работы. Генератор содержит элемент И 1, первый одновибратор 2, формирователь 3 по спаду импульса, второй одновибратор 4, элемент ИЛ И 5, интегрирующую цепь 6., Вход генератора соединен с -одним из входов элемента И 1, выход его подключен к входу первого одновибратора 2. Выход одновибратора 2 соединен с первым запрещающим входом элемента И 1 и с входом формирователя 3 по спаду, выход которого подключен к входу второго одновибратора 4. Выход последнего связан с одним из входов элемента ИЛИ бис вторым запрещающим входом .элемента И 1. Второй вход элемента ИЛИ 5 соединен через интегрирующую цепь 6 с выходом первого одновибратора 2. Выход элемента ИЛИ 5 является выходом генератора. Генератор работает следующим образом. В исходном состоянии при включении напряжения питания и отсутствии зондирующих импулБСОв на входе ждущий генератор находится в устойчивом состоянии и на его выходе (фиг. 2,ж) выходные импульсы отсутствуют. Поступающий на вход ждущего генератора зондирующий импульс положительной полярности (фиг. 2,а) проходит через элемент И 1, при этом изменит свою полярность на противоположную (фиг. 2,6), далее воздействует на вход первого одновибратора. Одновибратор 2 на выходе генерирует импульс отрицательной полярности (фиг. 2,в), который поступает на вход формирователя 3 по спаду и на первый запрещающий вход элемента И 1, для исключения воздействия зондирующих импульсов на входе одновибратора 2, чтобы обеспечить формирование выходного импульса с высокой стабильностью длительности. Формирователь по спаду от заднего фронта входного импульса формирует на своем выходе короткий по длительности импульс (фиг. 2,д), который поступает на запуск второго одновибратора 4. Выходной импульс с второго одновибратора 4 (фиг. 2,е) приходит на второй запрещающий вход элемента И 1 и на первый вход элемента ИЛИ 5. На второй вход элемента 5 поступает через интегрирующую цепь б выходной сигнал с одновибратора 2 и расширяется пО длительности на несколько десятых микросекунды. В элементе 5 происходит суммирование во времени длительности двух сигналов одновибратора 2 и 4, один из которых поступает на вход элемента 5 через формирователь 3 и одновибратор 4 от общей точки их разветвления, а другой непосредственно. Расширение импульсов по длительности необходимо потому, что время запаздывания их от начальной точки разветвления сигналов при прохождении через формирователь 3 и одновибратор 4 и до входа на элемент 5 значительно больше, чем непосредственно передача сигнала с одновибратора 2 на вход элемента 5. При суммировании по длительности двух сигналов на элементе 5, один из которых посту- пает на его вход от одновибратора 2 через формирователь 3 и одновибратор 4, а другой непосредственно при отсутствии интегрирующей цепи б, выходной импульс с устройства получается с провалом в длительности и воспринимается как два рядом расположенных импульса, так как задний фронт выходного импульса с одновибратора 2 не совпадает по времени с передним фронтом выходного импульса одновибратора 4. Для устранения провала в длительности импульса с выхода элемента 5 сигнал, поступающий непосредственно с одновибратора 2 на его вход, предварительно пропускают через интегрирующую цепь б для расширения (фиг. 2,г). В этом случае суммирование во времени по длительности двух импульсов на элементе 5 производится без провалов в длительности выходного сигнала (фиг. 2,ж). Выходной импульс с второго одновибратора 4 также поступает на второй запрещающий вход элементаI для запирания входа устройства на время формирования им длительности-выходного импульса. Для получения времени восстановления ждущим генератором, равного нулю, -при формировании высокостабильных импульсов больщой длительности необходимо весь генератор выполнять из Двух одновйбраторов, последовательно включенных так, что каждый предыдущий запускает от заднего фронта последующий, причем длительность формируемых, импульсов первым одновибратором 2 выбирается равной длительности выходного сигнала со всего устройства за вычетом времени его восстановления. Длительность формируемых импульсов вторым одновибратором 4 выбирается на 5-10% больше времени восстановления первого одноБибратора 2 для создания необходимого запаса по времени в процессе восстанобления одновибратора 2. Таким образом, первый одновибратор имеет самую большую длительность формируемых импульсов, а второй - самую малую длительность. Поэтому, когда на вход устройства приходит первый зондирующий импульс, то срабатывает первый одновибратор 2, который формирует основную длительность выходного Сигнала и на это время заКрУваёт вход устройства от поступления импульсов. После окончания работы одновибратора 2 формирователь 3 по спаду выдает импульс, совпадающий по времени С задним фронтом выходного импульса одновибратора 2,-который и запускает второй одновибратор 4. Выходной импульс с одновибратора 4 также закрывает вход устройства на время длительности выходного импульса. После окончания генерации выходного импульса с одновибратора 4 первый одновибратор 2 уже восстановится, и как только откроется вход устройства, сработает от нового приходящего зондирующего импульса. За время формирования импульса первым одновибратором 2, второй одновибратор 4 восстановится и будет подготовлен к повторной работе. Последовательная работа двух одновибраторов 2 и 4 обеспечивает нулевое время восстановления всего устройства в целом. Связь между выходом одновибратора 2 и элементом 1 не обязательна, так как во время формирования длительности выходного импульса одновибратора 2, нерегулярные входные .импульсы не вызывают сбоя в его работе. Сбой в работе наблюдается, когда зондирующие импульсытовпадакэт по времени с процессом восстановления одновибратора 2, а на это время второй одновибратор 4 закрывает вход устройства. При отсутствии связи между одновибратором 2 элементом 1 наблюдается около 0,01% пульсации длительности выходного импульса с одновибратора 2, что объясняется подзарядом конденсатора времязадающей цепи зондирующими импульсами на время своей длительности. Следовательно, предлагаемый ждущий генератор при поступлении на его вход нерегулярной последовательности входных импульсов формирует на выходе стабильные по длительности импульсы благодаря нулевому времени восстановления. Формула изобретения Ждущий генератор, содержащий интегрирующую цепь и два одновибратора, выход одного из которых соединен с первым входом элемента ИЛИ, отличающийся тем, что, с целью получения нулевого времени восстановления при формировании стабильных импульсов большой длительности, в него введены формирователь по спаду it элемент И, первый вход которого через интегрирующую цепь соединен с вторым входом

элемента ИЛИ, первый вход которого сое; динен с вторым входом элемента И, выход которого через один одновибратор соединен с интегрирующей цепью и с формирователем по спаду, выход которого соединен с входом другого одновибратора. Л

vk

И.

а

f

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1

Вход