Мультивибратор Советский патент 1981 года по МПК H03K3/281 

(54) МУЛЬТИВИБРАТОР

Мультивибратор относится к импуль сной технике, в частности к генераторам импульсов, и может быть использован в преобразователях напряжения в частоту, системах фазовой автоподстройки частоты и генераторах частотно-модулированных колебаний. Известны мультивибраторы, которые легко стыкуются с аппаратурой,использующей интегральные микросхемы, например, генератор импульсов, содержащий три последовательно включенных инвертора, резистор, подсоединенный между входом первого и выходом третьего инвертора, параллельно соединенные конденсатор и кварцевый резонатор, включенные параллельно цепи, образованной третьим инвертором и упомянутым резистором, а так же транзистор, эмиттер которого подключен к входу первого инвертора, ба за - к резистору, а коллектор заземлен L1I . Недостатком устройства является критичность к механическим воздейстг ВИЯМ (вибрациям и ударам) , обусловленная наличием кварцевого резонатора. Известен также мультивибратор состоящий из трех последовательно соединенных инверторов с разомкнутыми коллекторными цепями охваченных положительной обратной связью, конденсатора, шунтирующего второй инвертор, и выходного резистора, включенного между источником питания и выходом третьего инвертора l2j. Недостатком такого устройства явт ляется нестабильность частоты выходного напряжения при изменении температуры окружающей среды или напряжения источника питания. Цель изобретения - повышение стабильности частоты выходного напряжения при изменении температуры окружающей среды или напряжения источника питания. Поставленная цель достигается тем, что в мультивибратор, содержащий источник питания, три последовательно соединенных в кольцо инвертора, конденсатор, шунтирующий средний инвертор, выходной резистор, включенный между выходом третьего инвертора и источником питания, введены дополнительный инвертор, два дополнительных резистора, резистивный делитель, состоящий из трех поседовательно соединенных резисторов и включенный между полюсами источнит а питания, средний резистор реэисивного делителя включен между вхоOJ и выходом дополнительного инверора, иГ два дополнительных резистоа , включенных между выходом дополнительного инвертора и выходами первого и второгоинверторов соответстенно.

Стабилизация частоты выходного напряжения при изменении температуры i окружающей среды или напряжения источника питания получается благодаря изменению крутизны сигнала на входе выходного инвертора, обусловленной изменением величины выходного сигнала дополнительного инвертора.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжений в разных точках схемы.

Устройство содержит источник 1 питания, инверторы 2-5, делитель напряжения источника питания, образованный последовательно соединенными резисторами 6-8, а также резисторы 911 и конденсатор 12. Инверторы 2-4 охвачены положительной обратной связью, а конденсатор 12 включен параллельно инвертору 3. Делитель напряжения включен между источником 1 питания и землей, при этом резистор 6 - между входом и выходом инвертора 5. Резисторы 9 и 10 включены между выходом этого инвертора и выходами инверторов 2 и 3 соответственно, а выходной резистор 11 - между выходом инвертора 4, являющегося также выходом устройства, и источником питания.

Устройство собрано на интегральной ТТЛ-схеме, содержащей четыре инвертора с разомкнутыми коллекторными цепями.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Предположим, что при подаче напряжения питания от источника 1 питания в начальный момент времени на выходе инвертора 4 (фиг. 1,0} устанавливается высокий потенциал, соответствующий логической 1 и , а на выходе инвертора 3 (фиг. 1,6) низкий потенциал, соответствующий напряжению логического О U° . Тогд4 на выходе инвертора 2 (фиг. 1,CJ благодаря наличию положительной обрат ной связи устанавливается напряжение логического О U°. Напряжение на выходе инвертора 3 возрастает от напряжения логического по экспоненциаль ному закону, стремясь к потенциалу на выходе инвертора 5 (фиг. 1,с1). Когда напряжение на выходе инвертора 3 достигает порогового значения ии(фиг. 2, крйвая),то на выxoдJe инвертора 4 - скачком уменьшается до напряжения логического О , а выходное напряжение инвертора 2 также скачком возрастает до. величины Un Перепад напряжения 1) п - с выхода инвертора 2 через конденсатор 12 передается на выход инвертора 3, где устанавливается напряжение,равное

ииЧи,-и°)

После этого напряжение на выходе инвертора 3 спадает по экспоненциальному закону за счет разряда конденсатора 12 и когда достигает величины U ц / напряжение на выходе инвертора 4 скачком возрастает до напряжения логической 1, а на выходах инверторов 2 и 3 - уменьшается до напряжения логического О. На этом один цикл работы устройства заканчивается.

Вследствие того, что инвертор 5 охвачен отрицательной обратной связью через резисторы б и 7, его выхоДное напряжение пропорционально пороговому, которое изменяется при изменении температуры окружающей среды. Например, при ее уменьшении пороговые напряжения инверторов увеличиваются, соответственнно увеличивается и выходное напряжение инвертора 5, к которому стремится при возрастании по экспоненте напряжение на выходе инвертора 3. Таким образом, крутизна указанной экспоненты увеличивается и соотношение плеч делителя напряжения 6-8 подбирается так, что частота выходного напряжения устройства остается неизменной при увеличении UM инверторов (фиг.2, кривая 2),

Технико-экономический эффект предлагаемого устройства состоит в повышении стабильности частоты выходного напряжения при изменении температуры окружающей среды или напряжения источника питания. Благодаря применению дополнительного инвертора и делителя напряжения, которые проявляют себя в качестве термокомпенсирующей цепи, время установления частоты напряжения определяется только инерционностью входящих в него элементов, в то время, как в известном - их прюгревом. Стоимость предлагаемого устройства при этом почти не отличается от известной, так как в нем, как и в известном, может использоваться интегральная ТТЛ-схема, содержащая 4 инвертора с разомкнутым к коллекторными цепямиJ которая серийно выпускается промышленностью.

Формула изобретения

Мультивибратор, содержащий источник питания, три последовательно соединенных в кольцо инвертора, конденсатор, шунтирующий средний инвертор выходной резистор, включенный между выходом третьего инвертора и источником питания, отличающийс я тем, что, с целью повышения стабильности частоты выходного напряжения при изменении температуры окружающей среды или напряжения источника питания, в него введены дополнительный инвертор, два дополнительных резистора, резистивный делитель, состоящий из трех последова тельно соединенных резисторов и вклю ченный между полюсами источника пиггания, средний резистор резистивного делителя включен между входом и выходом дополнительного инвертора, и два дополнительных резистора, включенных между выходом дополнительного инвертора и .выходами первого и второго инверторов соответственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 470913, кл. Н 03 К 3/02, 14.02.72.

8

-си

10

выход

-гС

12

Vn Va Vn V