Одновибратор Советский патент 1980 года по МПК H03K4/82 H03K5/01 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в цифровых устройствах для формирования импульсов стабильной длитель ности с крутыми фронтами, при .констр ировании формирователей тактовых импульсов, для создания временных задержек, а также для селектирования импульсов по длительности. По основному авт. св. № 474922 из вестен одновибратор, содержалдий три двухвходовых логических элемента И-НЕ транзисторно-транзисторной логики, соединенных последовательно по первому входу, причем вход первого элемента является входом одновибрато ра, а выход третьего элемента - выходом одновибратора, выход третьего элемента подсоединен к второму входу первого элемента, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента и с катодом диода, анод которого подсоединен к второму входу второго элемента, кроме того, между вторым входом и выходом второго элемента включен время задающий конденса тор l . Недостатки известного одновибрато ра - малая крутизна заднего фронта выходного импульса при формировании выходных импульсов, длительность которых меньше длительности входных импульсов, и невозможность селектирования импульсов по длительности. Цель изобретения - увеличение крутизны заднего фронта формируемого импульса и получение возможности селектирования импульсов по длительности. Цель достигается тем, что в одновибратор, содержа1г{ий три двухвходовых логических элемента И-НЕ транзисторно-транзисторной логики, соединенных последовательно по первому входу, причем вход первого элемента является входом одновибратора, а выход третьего элемента - выходом одновибратора, выход третьего элемента подсоединен к второму входу первого элемента, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента и с катодом диода, анод которого подсоединен к второму входу второго элемента, кроме того, между вторым входом и выходом второго элемента включен времязадающий конденсатор, введены элемент задержки и дополнительный двухвходовый логический элемент И-НЕ, первый вход которого через элемент задержки соединен с выходом первого логического элемента, второй вход - с выходом третьего логического элемента, а выход - с третьим входом третьего логи ческого элемента. На фиг. 1 представлена принципиал ная электрическая схема предлагаемого одновибратора; на фиг. 2 - диагpaNuvibJ напряжений в различных .точках одновибратора. Одновибратор содержит логические элементы И-НЕ 1-4, диоды 5 и б, конденсаторы 7 и 8. Элемент 9 задержки выполнен на диоде 5 и конденсаторе 7 Логические элементы И-НЕ 1-3 соедине ны последовательно по первому входу причем вход логического элемента И-НЕ 1 является входом одновибратора а выход логического элемента И-НЕ 3 выходом одновибратора. Кроме того, в ход логического элемента И-НЕ 3 подсоединен ко второму входу логического элемента И-НЕ 1, выход которого соединен со вторым входом логического элемента И-НЕ 3 и с катодом диода 6, анод которого подсоединен ко второму входу логического элемента И-НЕ 2, между вторым входом и выходом которого включен времязадающий конденсатор 8. Первый вход логического элемента И-НЕ 4 через элемент 9 задержки подключен к выходу логического элемента И-НЕ 1, второй вход элемента 4 подключен к выходу логического элемента И-НЕ 3. Выход логи ческого. элемента И-ЦЕ 4 подключен к третьему входу логического элемента И-НЕ 3. Одновибратор работает следующим образом. При отсутствии в}содного импульса на входе одновибратора поддерживает уровень логической 1 (см.фиг. 2а, момент tg), при этом на выходе логического элемента И-НЕ 1 устанавли вается уровень логического О, (ни кий потенциал) (см.фиг. 2б), которы обеспечивается сохранение уровня ло гической 1 на входах логических элементов И-НЕ 2 и 3, Времязадающий конденсатор 8 заряжен до напряжения равного потенциалу логической 1, по цепи: плюс источника питания (на фиг.1 не показан), малое выходное сопротивление логического элеме та И-НЕ 2, малое сопротивление откр того диода б, малое выходное сопрот ление логического элемента И-НЕ 1, выходе которого в этот момент низки потенциал. На выходе логического эл мента И-НЕ 4 поддерживается уровеньлогической 1, поскольку один из его входов через открытый диод 5 под ключен к выходу логического элемента И-НЕ 1, на выходе которого в это момент уровень логического О (низ кий потенциал) . Импульс уровня логического 0 поступаюгций на вход одновибратора, переводит триггер, образованный лог ческими элементами И-НЕ 1 и 3, в ед ничное состояние, при котором на выходе логического элемента И-НЕ 1 устанавливается уровень логической 1 (см. фиг.26, момент t), а на выходе логического.элемента И-НЕ 3 уровень логического О (см.фиг.2в, момент to). Переключение триггера, образованного элементами 1 и 3, происходит скачкообразно, поскольку потенциал на выходе логического элемента И-НЕ 2в этот момент сохраняется высоким за счет заряда на конденсаторе 8, а не препятствует переключению триггера. Переключение триггера, образованного логическими элементами И-НЕ 3и 4, не происходит, поскольку на конденсаторе 7 в момент поступления входного импульса сохраняется нулевой потенциал, который поддерживает уровень логической 1 на выходе логического элемента И-НЕ 4. В результате переключения триггера, образованного элементами 1 и 3, диод б запирается, после чего времязадающий конденсатор 8 начинает разряжаться через входную и выходную цепь логического элемента И-НЕ 2, напряжение на выходе которого уменьшается .по линейному закону (см. фиг.2г, интервал t). Напряжение на выходе логического элемента И-НЕ 2 уменьшается до момента, при котором логический элемента И-НЕ 3 начинает запираться, при этом замыкается положительная обратная связь с его выхода на второй вход логического элемента И-НЕ 4. При этом триггер, образованный логическими элементами И-НЕ 3 и 4, скачкообразно переходит в положение, при котором на выходе логического элемента И-НЕ 4 устанавливается уровень логического О, а на выходе логического элемента И-НЕ 3 - уровень логической 1 (см. фиг. 2в, момент t). После окончания формирования выходного импульса на выходе логического элемента И-НЕ 4 и на выходе элемента 2 сохраняется уровень логического О до момента окончания входного импульса уровня логического О (см. фиг. 2д, интервал tg)После окончания входного импульса Одновибратор возвращается в исходное состояние, при котором на выходе логического элемента И-НЕ 1 устанавливается уровень логического О (см. фиг.26, момент tg), конденсатор 8 заряжается по цепи: плюс источника питания, малое выходное сопротивление логического элемента И-НЕ2 на выходе которого устанавливается уровень логической 1 (см.фиг.2г), диод б, выходное сопротивление логи ческого элемента И-НЕ 1. Конденсатор 7 разряжается через диод 5 и выходную цепь логического элемента И-НЕ 1. На выходе логического элемента И-НЕ 4 устанавливается уровень логической 1 (см.фиг. 2д, момент t)

При формировании выходных импульсов, длительность которых меньше длительности входных импульсов, крутизна заднего фронта выходного импульса в 3-4 раза превышает крутизну заднего фронта импульса, формируемого известным устройством, поскольку в предлагаемом одновибраторе формирование заднего фронта происходит при скачкообразном переключении триггера, образованного логическими элементами И-НЕ 3 и 4. При формировании выходного импульса, длительность которого превышает длительность входного импульса, задний фронт формируется также скачкообразно при переключении триггера, образованного логическими элементами И-НЕ 1 и 3.

Предлагаемый одновибратор обладает возможностью селектирования входных импульсов по длительности. На выходе логического элемента И-НЕ 4 формируются импульсы логического О в том случае, если длительность входных импульсов меньше установленной величины, определяемой временем разряда время задающего конденсатора 8, если же длительность входного импульса больше установленной величины, то импульсы на выходе элемента И-НЕ 4 отсутствуют.

Формула изобретения

Одновибратор по авт. св. 474922, отличающийся тем, что с целью увеличения крутизны заднего фронта формируемого импульса и получения возможности селектирования импульсов по длительности, в него введены элемент задержки и дополнительный двухвходовый логический элемент И-НЕ, первый вход которого через элемент задержки соединен с выходом первого логического элемента, второй вход - с выходом третьего логического элемента, а выход - с третьим входом третьего логического элемента.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 474922, кл. Н 03 К 4/32, 23.03.73 (прототип).