Формирователь импульсов Советский патент 1981 года по МПК H03K5/01 

I

Изобретение относится к радиоэлектронике, преимущественно к контролю логических схем, установленных на печатной плате.

Известны формирователи импульсов с запуском от механического переключающего контакта, содержащие интегрирующую ЯС-цепь, резистор и инвертор I . .

Эти формирователи при использовании их для целей контроля логических схем, установленных на печатной ллате, имеют низкую надежность .вследствие формирования импульса большой длительности (-0,2 с) для устранения влияния дребезга переключайзщего контакта, что может привести к перегрузкам инверторов формирователей или логических схем контролируемого логического узла.Кроме того, недостатки известных формирователей заключаются в сложности контроля из-за необходимости использования комплекта из двух формирователей однополярных импульсов и предварительного определения исходного потенциала входа контролируемой логической схемы перед подключением к нему формирователя импульсов, а также IB ограниченности применения вследствие отсутствия выключенного обесточенного состояния выхода инвертора формирователя, что приводит к изменению потенциала в точке его подключения даже при отсут10ствии формируемых импульсов.

Наиболее близким к предлагаемому является формирователь импульсов, содержащий триггер, входы которого подключены соответственно через размы15кающий и замыкающий контакты к общей шине, элементы И-НЕ, инверторы и транзистор с резистивным делителем в цепи базы, эмиттер которого подключен к щине питания 2.

20

В этом формирователе импульсов происходит снижение точности, так как на его выходе могут формироваться переключающие сигналы, не соответствующие техническим условиям на контроли руемую логическую схему, но cjioco6ные вызвать ее переключение и затруд нить проведение контроля. Цель изобретения - повьшение точности формирователя импульсов. Поставленная цель достигается тем что в формирователь импульсов, содержащий триггер, входы которого под ключень соответственно через размыка щий и замыкающий контакты к общей ши не, элементы И-НЕ, инверторы и транзистор с резистивным делителем в цепи базы, эмиттер которого подключен к шине питания, введены эмиттерный .повторитель с резистивным делителем смещения, диод и дифференцирукицие , цепочки, входы которых подцшючены к выходам триггера, а выходы соответственно к выходам первого и второго элементов И-НЕ, при этом выход первой дифференцирующей цепоч ки подсоединен через первый инвертор к резистивиому делителю транзис тора, а выход второй дифференцирую- щей цепочки подсоединен через второ инвертор к коллектору транзистора и входу эмиттерного повторителя, вход которого подключей через диод первым входам элементов И-НЕ, а выходом через третий инвертор ко. вторым входам элементов И-НЕ. На чертеже приведена функциональ ная схема предлагаемого формирователя импульсов. Формирователь импульсов содержит механический переключакиций контакт 1, содержащий размыкающий и замыкаю щий контакты, подключенный ко вхог дам триггера 2, к выходам которого подключены две RC-дифференцирующие цепи 3 и 4, первая из которых включает конденсатор 5 и резистор 6, а вторая включает конденсатор 7 и резистор 8. Выход первой цепочки через инвертор 9 и токоограничивающий резистор 10 подключен к базе транзистора 11, база-эмиттерный переход которого зашунтирован резистором 12, а выход.второй цепочки через инвертор 13 соединен с кол лектором транзистора 1 и входом эмиттерного повторителя на базе транзистора 14, в цепь смещения которого включены резисторы 15 и 16, эмиттерного сопротивления 17, диод 18 смещения и инвертор 19, причем катод диода 18 и вьпсод инвертора 19 .через элементы И-НЕ 20 и 21 подключены к точкам соединения выходов дифференцирующих цепочек и входов инве зторов. Формируемые импульсы снимаются с выхода 22 формирователя импульсов. Формирователь импульсов работает следующим образом. В исходном состоянии на выходе циничного плеча триггера 2 присутствует потенциал низкого уровня (V{j), а на выходе нулевого плеча триггера 2 присутствует потенциал высокого уровня ( . Величины резисторов 6 и 8 выбраны такими, что на входах инверторов 9 и I3 присутствует запирающий потенциал о,в результате чего через открытые коллекторные выходы инвертора 9 и 13 ток не протекает. Транзистор 11 закрыт. Эмиттерный повторитель имеет высокое входное сопротивление, в результате чего подключение формирователя импульсов к контролируемой логической схеме не изменяет потенциала ее входа. На входах элементов И-НЕ 20 и 21 появляются одновременно потенциалы высокого уровняV, если потенциал на входе эмиттерного повторителя имеет значение VQ. , промежуточное между минимально допустимьгм потенциалом высокого уровня ( ) и максимально допустимым потенциалом низкого уровня (V) для интегральных схем логического узла, в том числе и контролируемой схемы. При неподключенном выходе формирователя импульсов за счет цепи смещения эмиттерного повторителя элементы И-НЕ 20 и 21 включены и малыми сопротивлениями насыщенных транзисторов своих выходных каскадов, имеющих открытый коллекторный выход, шунтируют входы инверторов 9 и 13, отключая их от остальных элементов формирователя импульсов. Для упрощения рассмотрения примем, что передаточные характеристики инвертора 19 и элементов И-НЕ 20 и 21 являются прямоугольными и не имеют наклонного участка, а пороги переключения равны 1,4 В. Примем падения напряжения на диоде 18 и база-эмиттерном переходе транзистора 14 равными 0,7 В. ТЬгда потенциал на катоде диода 18 превысит порог переключения элементов И-НЕ 20 и 21, если потенциал входа каскада сравнения превысит 0,7 В. Если потенциал входа эмиттер ного повторителя меньше 2,1 В, то потенциал входа инвертора 19 меньше порога переключения этого ин вертора 19 и на его выходеприсутствует йотенциал V., превышающий по тенциаш переключения элементов И-НЕ 20 и 21. Если исходный потенциал в точке подключения формирователя импульсов превышает значение меньше значения VQ , то элементы И-НЕ 20 и 21 выключены и не шунтируют входов инвертаров 9 и 13. Перепады потенциала, появляюптиеся при переключении механического контакта на выходах триггера 2, защищакядего схему от дребезга механического контакта, пройдя дифференцирование RC-цепями, поступают на вход инверторов 9 и 13; которые срабатывают от импульса, соответствующего положительному перепаду потенциала на соответствующем плече триггера 2. Включение инвертора 13 приводитк подключению выхода 22 формирователя импульсов к земле через малое сопротивление выходного насыщенного транзистора 11 этого инвертора 13. Включение инвертора 9 приводит.к включению транзистора И и подключению выхода 22 формировате ля импульсов к шине источника питания через малое сопротивление этого транзистора в режиме насыщения. Поэто гу при наличии в точке подключения потенциала выходе формирователя импульсов формируется импульс положительной полярности пр включении инвертора 13, а при наличии в этой точке потенциала М на выходе формирователя импульсов формируется импульс отрицательной полярности при включении инвертора 9. Длительность импульсов определяе ся параметрами RC-цепей. При наличии в точке подключения потенциала V(4 переключения механического контакта не приведут к формированию им пульсов на выходе формирователя. Если на выходе формирователя импульсов , при подключении к неисправ ному логическому узлу, формируются импульсы неполного перепада с пико вым значением потенциала, равным или длительность фронта формируемых импульсов достаточна для включения элементов И-НЕ 20 и 21, то происхо- дит включение этих элементов, выклю чение инверторов 9 и 13 и перевод 5i выхода 22 формирователя в выключенное, обесточенное состояние. Одновременно осуществляется ускоренный заряд конденсаторов 5 и 7 дифференцирующих цепочек через малое сопротивление насыщенных выходных транзисторов элементов И-НЕ 20 и 21, в результате чего к моменту выключения этих элементов на входах инверторов 9 и 13 уже не будет импульсов, обеспечивающих повторное включение этих инверторов, При этом на выходе формирователя формируются укороченные импульсы, длительность которых подбором параметров и режима работы элементов схемы может быть сделана менъще длительности допустимой импульсной помехи амплитуды (V VQ ) для контролируемой логической схемы. В этом случае укороченные импульсы не вызовут переключений контрюлируемой логической схемы. Формула изобретения Формирователь импульсов, содержащий триггер, входы которого подключе-, ны соответственно через размыкающий и замыкающий контакты к общей птне, элементы И-НЕ, инверторы и транзис тор с резистивным делителем в цепи базы, эмиттер которого подключен к щине питания, о т ли ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повьшения точности, в него введены эмйттерный повторитель с резистивным делителем смещения, диод и дифференцируюпще цепочки, входы которых подключены к выходам триггера, а выходы соответственно к выходам первого и второго элементов И-НЕ, при этом выход первой дифференцирующей цепочки подсоединен через первый инвертор к резистивному делителю транзистора, а выход второй дифференцирующей цепочки подсоединен через второй инвертор к коллектору транзистора и входу эмиттерного повторителя, вход которого подключен через диод к первым входам элементов И-НЕ, а выходом через третий инвертор - ко вторым входам элементов И-НЕ. Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе

78862258

i. Губников В. С. Интегральная2. Авторское свидетельство СССР

электроника в измерительных приборах. № 617819, кд. Н 03 К , 07.02.77 М,, Энергия, 1974, с. 1103.(прототип).