Формирователь прямоугольных импульсов Советский патент 1981 года по МПК H03K5/04 

(34) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к радиоелек ронике и может быть использовано в и мерительных и вычислительных устрой ствах и устройствах автоматики, напр мер, для формирования сигналов управ ления электронными ключами. Известен формирователь импульсов, содержащий первый логический инвертор, RC-цепочку, второй логический элемент и RS-триггер. При подаче на вход такого формирователя входного импульса на выходе формируется импульс, который запаздывает на некоторое время задержки l. Известен также формирователь импульсов, содержащий инвертор, интегрирующую RS-цепочку, первый и второй RS-триггеры L2j. Недостатком таких формирователей является то, что спады импульсов на входе и выходе формирователей образуют во времени точно такую же после довательность, как и фронты, т.е. всегда за перепадом на входе следует соответствующий перепад на выходе. Это сужает функциональные возможности формирователей и область их применения. Для согласованного управления большими группами электронных ключей и других устройств часто требуется большое число управляющих импульсов, вложенных друг в друга. Характерным признаком таких перекрывающихся импульсов является то, что последовательности во времени их фронтов и спадов взаимно обратны. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей формирователя группы прямоугольных перекрывакнцихся импульсов путем обеспечения взаимно обратных последовательностей их фронтов и спадов. Поставленная цедь достигается тем, что в формирователь импульсов, содеращий инвертор,первый и второй RS триггеры,введены конденсаторы, реэист6ры,диоды и дополнительные RS-триггеры, причем все триггеры соединены в цепочку, содержащую не менее двух триггеров, так, что прямой выход каж дого из них соединен через последова тельно соединенные первые, резисторы и конденсаторы с S-входом последующе го, а инверсный выход - с R-входом предьщущего триггера, S-вход первого и.R-вход последнего триггеров цепочки через параллельно соединенные вторые резисторы и диоды соединены с общей шиной и через третьи конденсаторы - со входом и выходом инвертора соответственно, а остальные установочные входы всех триггеров через параллельно соединенные вторые конденсаторы и диоды с общей шиной. На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого формирователя (на четырех RS-триггерах); на фиг. 2 - диаграммы напряжений, поясняющие его работу. Формирователь содержит триггеры 1 - 4 RS-типа, логический инвертор 5, первые 6, вторые 7 и третьи 8 конденсаторы, первые 9 и вторые 10 оезисторы, пиопы 11 и общую шину 12 Прямой выход 13 каждого тоиггеря Соединен с S-входом 14 последующего триггера, а инверсный выход 15 с R-входом 16 предьщущего триггера через последовательно включенные конденсаторы 6 и резисторы 9. Входы 14 и 16 триггеров через конденсаторы 7 подключены к общей шине 12. 5-вход 17 первого триггера I и R- вход 18 последнего (четвертого) триггера 4 через резисторы 10 подключены к общей шине 12, а через конденсаторы 8 соответственно ко входу и выходу ин вертора 5. Вход инвертора соединен с общим входом 19 формирователя. Вы ходы 13 и 15 всех триггеров являются выходами формирователя. Все входы триггеров через обратно включенные диоды 11 подключены к общей шине 12. Формирователь работает следующим образом. На вход 19 подается управляющий сигнал в виде перепадов напряжения. Соотношение между длительностями перепадов может быть произвольным. Логика положительная. Пусть до момента t времени (фиг все триггеры находятся в состоянии логического нуля (низкое напряжение на прямом выходе 13 и все переходные роцессы практически заканчиваются, ри этом благодаря развящивающим онденсаторам 6 и 8 напряжения на сех входах триггеров равны нулю. В момент t времени на вход I9 поступает положительный перепад напряения (фиг.2,кривая 20). Этот пере-, пад через соответствующий конденсатор 8 происходит на S-вход 17 триггера 1 и переворачивает его в состояние логической единицы на выходе 13 (кривая 21). Вследствие дифференцирующего действия цепи, состоящей из соответствующих конденсатора 8 и резистора 10, напряжение на S-входе 17 триггера 1 имеет вид короткого полоительного всплеска (кривая 22), при котором соответствующий диод 11 закрыт . Положительный перепад напряжения (кривая 21) на выходе 13 триггера I поступает на S-вход 14 последующего, триггера 2 через соответствующие элементы из конденсатора 6, резистора 9, кондесатора 7 и диода П, которые образуют интегро-дифференцирующую цепь. Вследствие того, что постоянная времени интегрирования RftC значительно больше постоянной времени дифференцирования R9C7 (Ro сопротивление резистора 9; Cg и C-j соответственно емкости конденсаторов 6 и 7; диод 11 закрыт), напряжение на входе 14 триггера 2 имеет вид пологого положительного всплрска (кривая 23), амплитуда которого близка к амплитуде перепада на выходе 13 триггера 1. В момент t это напряжение достигает порога срабатывания триггера 2 по его S-входу 14 и триггер устанавливается в состояние логической единицы на его. выходе 13 (кривая 24). Таким образом, триггер 2 устанавливается в состояние логичес-кой единицы после триггера 1 с задержкой t. -t.. Аналогичным образом триггер 3 устанавливается в состояние логической единицы после триггера 2 с задержкой ta-t 2(кривые 25 и 26), а триггер 4 после тирргера 3 с задержкой t.-tq (кривые 27 и 28). Отрицательные перепады напряжеtj на выхония, возникающие в момент де инвертора 5 и в моменты t, ta А на инверсных выходах триггеров 2,3 и 4, не влияют на работу формирователя, так как R-входы соответствующих триггеров в эти моменты шунтируются отк вающимися диодами J J. После приктического окончания пе реходных процессов (кривые 22, 23, -25, 27) в момент tg на вход J9 пост пает отрицательный перепад напряжения (кривая 20), а на выходе инвертора появляется положительный перепад напряжения. Этот перепад через соответствующий конденсатор 8 проходит, дифференцируясь, на R-вход 18 триггера 4 (в состав цепи дифференци рования входит соответствующий резис тор J 0). Напряжение на R-входе 18 имеет вид короткого положительного всплеска (кривая 29), при котором соответствующий диод 11 закрыт. Этот импульс устанавливает триггер 4 в , состояние логического нуля на выходе 13 (кривая 28) и логической единицы на инверсном выходе 15, положительньй перепад напряжения с которого поступает на R-вход 16 предыдущего триггера 3 через соответствующие элементы из конденсатора 6, резистора 9,конденсатора 7 и диода 11,которые образуют интегро-дифференцирующу цепь. Напряжение на входе 16 триггера 3 достигает порога срабатьшания триггера в момент t,- (кривая 30) и триггер устанавливается в состояни логического нуля на выходе 13 (кривая 26). Таким образом, триггер 3 устанавливается в состояние логического нуля после триггера 4 с задержкой t; - Ц. Аналогичным образом триггер 2 устанавливается в состояние логического нуля после триггера 3 с задержкой t -t (кривые 31 и 24), а триггер 1 после триггера 2 с задержкой t -t (кривые 32 и 21). В результате на выходах 13 триггеров 1-4 формируется группа прямоугольных перекрьшающихся импульсов (кривые 21, 24, 26, 28), фронты и спады которых образуют взаимно обрат ные последовательности во времени. Временные диаграммы этой группы импульсов имеют вид усеченной пирамиды обращенной вершиной вниз. Изменяя количество триггеров (а также количество соответствующих им конденсаторов и резисторов) можно в пмроких пределах изменять число импульсов в группе. При двух триггерах число импульсов минимально и равно двум, Время задержки фронтов и спадов импульсов легко регулируется в широких пределах из-за наличия специальных функциональных элементов резисторов 9 и конденсаторов 7, Все выходные 1мпульсы парафазны, так как могут быть сняты одновременно с обоих плеч триггеров. Использование предлагаемого устройства существенно расширяет функциональные возможности формирователя и область его применения, а также ведет к повышению надежности аппаратуры, в которой использован формирователь , Формула изобретения Формирователь прямоугольных импульсов, содержащий инвертор, первый и второй RS-триггеры, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены конденсаторы, резисторы, диоды и дополнительные RS-триггеры, причем все триггеры соединены в цепочку, содержащую не мение двух триггеров, так, что прямой выход каждого из них соединен через последовательно соединенные первые резисторы и конденсаторы с S-входом последующего, а инверсный выход - с R- входом предыдущего, триггера, S-вход первого и R-вход последнего триггеров цепочки через параллельно соединенные вторые резисторы и диоды соединены с общей шиной и через третьи конденсаторы - со входом н выходом инвертора соответственно, а остальные установочные входы всех триггеров через параллельно соединенные вторые конденсаторы и диоды соединены с общей шиной. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Гутников П. С, Интегральная электроника в измерительных приборах. Энергия, 1974 с. 105 2.Авторское свидетельство СССР № 329663, кл. Н 03 К 5/04, 13.07.74

И

f5

is $i7tg

Ч

Фцг.г