Многоканальный генератор импульсов Советский патент 1982 года по МПК H03K3/28 

(54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к и тульс.ной технике и может быть использовано в резервированных системах автоматического управления.

Известны генераторы, содержащие п мультивибраторов, синхронкзированных посредством RC-цепей, включенных между выходами и входами соседних мультивибраторов 11.

Недостатком известных многоканальных генераторов является то, что при изменении частоты импульсов одного из генераторов за пределы диапазона синхронизации нарушается синхронизация остальных генераторов. ,

Из известных многоканальных генераторов импульсов наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является многоканальный генератор, содержащий п генераторов на операционном усилителе с времязадающей RC-цепью и делителем напряжения, включенными между выходом операционного усилителя и инвертирующим и неинвертирующим входами его соответственно 2.

Недостатками известного многхэканального генератора импульсов являются различие длительностей импульсов генератора из-за неидентичности

уровней синхроимпульсов, обусловленных неравенством времени включения и выключения операционных усилителей, и нарушение синхронизации остальных генераторов при изменении частоты импульсов, одного из генераторов за пределы диапазона синхронизации.

Целью изобретения является вырав10нивание длительности импульсов генераторов и расширение диапазона синхронизации.

Поставленная цель достигается тем, что в многокансшьный генератор им15пульсов, содержащий п генераторов на операционном усилител:е с времязадающей RC-цепью и делителем напряжения, включенными между выходом опергищонного усилителя и инвертирую1цим и не20инвертирующим входами его соответственно, введены п стабилитронов, первые выходы которах подключены к. выходам соответствующих им делителей напряжения, а вторые выводы соедине25ны .между собой.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема многоканального генератора импульсов.

Устройство содержит п генераторов

30 1-1, 1-2 .... 1-п, Ксикдфлй из которых выполнен на операционном усилителе 2 выход которого соединен со входами времяэадающей КС-цепи, состоящей из резистора 3, конденсатора 4, делителя напряжения, состоящего из первого резистора 5, второго резистора 6, вы ходы которых соединены с инвертирующим входом 7 и неинвертирующим 8 операционного усилителя 2 соответственно, п одкоанодных (двуханодных)стабилитронов 9, анода (като выходам соответствующих им делителей напряжения, а их катоды (аноды) соединены между собой. Клеммы 10-1, 10-2 ... 10-п - выходные, клеммы 11 плюс источника питания.. Устройство работает следующим образом. При подаче питающего напряжения на выходах 10-1, 10-2 ....10-п генераторов 1-1, 1-2 ... 1-п устанавливается напряжение, приблизительно равное напряжению источника питания. В результате действия положительной обратной связи начинается лавинообразный процесс и на выходе операционного усилителя 2 скачком устанавли вается напряжение, приблизительно равнее напряжению источника питания, которое через делитель из резисторов 5 и б подается на вход 8 операционного усилителя. Начинается заряд времязадающего конденсатора 4 от шины 11 источника питания через внутреннее сопротивление операционного усилителя 2, резистор 3. Допустим, конденсатор 4 первого генератора 1-1 зарядился быстрее конденсатора других генераторов. В момент, когда напряжения на входах 7и 8 сравниваются, в результате действия отрицательной обратной свяэй операционный усилитель 2 опрокидывается и на его выходе скачком устанавливается низкий уровень оста точного напряжения, которое через упомянутый делитель подается на вход 8усилителя. Так как на выходах делителей других генераторов до момен та опрокидывания сохраняется высоки уровень напряжения, то стабилитроны каждого генератора пробиваются, образуя цепи, по которым протекают то ки от шины 11-плюс источника питани через внутреннее сопротивление опер ционных усилителей 2, резисторы 5, стабилитроны 9 генераторов.1-2, 1-3 .... 1-п и через стабилитрон 9, последовательную цепь из резистора внутреннего сопротивления усилителя 2, шунтированную резистором б, генератора 1-1 к общей шине. За сче протекания этого тока возникает допол нительное падение, напряжения на рез торах 5 генераторов 1-2, 1-3 ... 1в результате чего скачком снижается уровень выходного напряжения делите лей и соответственно входов 8 усили талей. Так как к зтому моменту конденсаторы 4 этих генераторов, заряжаясь достигли приблизительно уровня выходного напряжения собственных делителей, то в результате действия отрицательной обратной связи начинается лавинообразный процесс и на выходах 10-2, 10-3, .... 10-п скачком устанавливается низкий уровень остаточно|ГО напряжения, размыкая цепи протекания тока стабилитрона. Увеличение падения напряжения на последовательной цепи из резистора 5, внутреннего сопротивления усилителя 2, шунтированной резистором 6, генератора 1-1 на его состояние влияния не оказывает, так как напряжение на конденсаторе 4 и соответственно на входе 7 усилителя в этот момент значительно превосходит по величине напряжение на выходе делителя и соответственно на входе 8 усилителя с учетом его увеличения от действия этого падения напряжения. Таким образом, осуществляется формирование коротких синхроимпульсов по заднег.5у фронту, т.е. из скачка выходного напряжения генератора с высокого уровня на низкий. В момент, когда на выходах устройства устанавливается низкий уровень остаточного напряжения, начинается разряд конденсаторов 4 через резисторы 3, внутренние сопротивления операционных усилителей 2. Допустим, конденсатор 4 генератора 1-1 разрядился быстрее конденсаторов других генераторов до уровня остаточного напряжения на выходе операционного усилителя 2, приведенного с помощью делителя из резисторов 5 и б к его выходу 8. В момент их равенства на входах 7 и 8 операционный усилитель 2 в результате действия положительной обратной связи опрокидывается и на его выходе скачком устанавливается высокий уровень напряжения, приблизительно равный напряжению источника питания, которое через делитель из резисторов 5 и 6 подается на вход 8 усилителя. Так как на выходах делителей других генераторов до момента опрокидывания сихраняется низкий уровень напряжения, то стабилитроны каждого генератора пробиваются, образуя цепи, по которым протекают токи от шины 11-плюс источника питания через внутреннее сопротивление операционного усилителя 2, резистор 5, стабилитрон 9 генератора 1-1 и через стабилитроны 9, последовательные цепи из резисторов 5, внутренних сопротивлений усилителей 2, шунтированных резисторами 6 генераторов 1-2, 1-3 ....1-п к общей шине. За счет протекания этого тока возникают падения напряжения на цепях, состоящих из последовательного соединения резисторов 5, внутренних сопротивлений 2, шунтированных резисто рами 6, генераторов 1-2, 1-3 .... 1-п, в результате чего скачком повышается уровень выходного напряжения делителей и соответственно входов 8 усилителей. Так как к этому моменту конденсаторы 4 этих генераторов, разряжаясь, достигли приблизительно уровня, близкого к остаточному напр жению на выходах собственных усилителей, то в результате действия поло жительной обратной связи начинается лавинообразный процесс и на выходах 10-2, 10-3 ... 10-п скачком устанав ливается высокий уровень напряжения приблизительно равный напряжению ис точника питания, размыкая цепи протекания тока через стабилитроны. Увеличение падения напряжения, на резисторе 5 генератора 1-1 на его состояние влияния не оказывает, так как напряжение на конденсаторе 4 и соответственно на входе 7 усилителя в этот момент значительно ниже по величине напряжения на выходе делителя и соответственно на входе 8 усилителя с учетом его уменьшения от действия этого падения напряжения. Таким образом, осуществляется формирование коротких синхроимпульсов по переднему фронту, т.е. из скачка выходного напряжения генератора 1-1 с низкого уровня на высокий. На выходах 10-1, 10-2....10-п устанавливаются незатухающие колеба ния прямоугольных синхронизированных по длительности последовательностей импульсов. Введением в цепи синхронизации стабилитронов достигается формирование приблизительно симметричных амплитуд синхроимпульсов, длительность которых обуславливается временем включения и выключения операционных усилителей синхронизируемых генераторов.. С помощью стабилитронов обеспечивается коммутация цепей формирования синхроимпульсов на время, в течение которого происходит включейи соответствующей обратной связи, прив дящей к возникновению лавинообразног изменения выходного напряжения опера ционного усилителя, в момент которого происходит выключение стабилитронов и соответственно цепей формирова ния синхроимпульсов, и, таким образом, взаимовлияние генераторов исключается. При изменении частоты синхронизирующего генератора, например при ее увеличении, наступает момент, когда амплитуда синхроимпульсов окажется недостаточной для синхронизации генераторов. С этого момента синхронизирующим генератором становится тот, у которого длительность импульса наименьшая, а отказавший генератор генерирует случайные колебания, не оказывающие влияния на работу других генераторов, и, таким образом, надежность работы устройства повышается, так как обеспечивается возможность мажоритарной обработки информации. Преимуществом данного многоканального генератора синхронизированных импульсов перед известными технически; ми решениями является то, что в нем -С помощью пороговых элементов, например одноанодных (двуханодных) стабилитронов, включенных в цепи синхронизации п генераторов на операционных усилителях, достигается синхронизация длительности импульсов и повышается надежность его работы при отка;зе одного из генераторов. Формула изобретения Многоканальный генератор импульсов, содержащий п генераторов на операционном усилителе с времязадающей КС-цепью и делителем напряжения, включенными между выходом операционного усилителя и инвертирующим и неинвертирующим входами его соответственно, отличающийся тем, что, с целью выравнивания длительностей импульсов генераторов и расширения диапазона синхронизации, в него введены п стабилитронов, первые выводы которых подключены к выходам соответствующих им делителей напряжения, а вторые выводы соединены между собой.t Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 454670, кл. Н 03 К 3/281, 1973. 2.Шило В.Л. Линейные интегральые схемы в радиоэлектронйой аппарауре. М., 1979, с. 212, рис. 4.39 (прототип).