Одновибратор Советский патент 1982 года по МПК H03K3/27 

( ОДНОВИБРАТОР

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных устройствах измерительной и вычислительной техники., работающих в широком диапазоне температур.

Известны одновибраторы на интегральных микросхемах, используемые для формирования импульсов заданной длительности и разного рода задержек, состоящие из логических элементов И-НЕ, у которых длительность режима квазиравновесия определяется постоянной времени цепи заряда времязадающего конденсатора lj.

Недостатком таких одновибраторов является температурная нестабильность длительности выходных импульсов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является одновибратор, выполненный на двух логических элементах с инверсными выходами и RS-цепью, у которого длительность импульса определяется постоянной времени времязадающей цепи 2.

В данном одновибраторе длительность режима квазиравновесия определяется как постоянной времени цепи заряда времязадающего конденсатора, так и уровнями входной и выходной логической единицы микросхемы транзисторногтранзисторной логики. При изменении температуры окружающей среды в широком, диапазоне уход длительности выходных импульсов одновибратора в основном определяется изменением уровней входной и выходной логической единицы микросхемы. При этом в области отрицательных температур входной уровень логической единицы увеличивается, а выходной уровень логической единицы уменьшается, а в области положительных; температур зависимость обратная. В соответствии с этим длительность выходного импульса одновибратора меняется в значительных предепах. Цель изобретения - повышение температурной стабильности длительности выходных импульсов. Поставленная цель достигается тем, что в одновибратор, содержащий два двухвходовых элемента И-НЕ, в котором выход первого подключен к первому входу второго, а выход второго - к первому входу первого и Р(5-цепи, введены первый и второй терморезисторы, причем первый терморезистор включен последовательно с резистором RS-цепи, а второй параллельно последовательно соединенным . резистору RS-цепи и первому терморезистору. На фиг. 1 представлена схема предлагаемого одновибратора; на фиг. 2 - осциллограмма на входе логи ческого элемента, где ««(и.у.)- напряжение порога срабатывания по входу (нижнее значение напряжения входной логической единицы в нормальных /условиях); Uo,- (-°С) - напряжение порога срабатывания по входу при отрицательной температуре; ) напряжение порога срабатывания по входу при положительной температуре; и.,,- (и.у.) - пиковое значение UblX„ напряжения на резистивнои цепи, обус ловленное напряжением выходной логической единицы; (°C)- пиковое напряжение при отрицательной температуре; ,,(4°C) - пиковое напряжение при отрицательной температуре .ju(+с)-пиковое напряжение при поло жительной, температуре; f - длительность выходного импульсаУ а, б, в спад вершины импульса при отрицательной температуре, нормальных усло виях и положительной температуре. Одновибратор содержит диод 1, тер морезистор 2 с отрицательным ТКС большой величины, терморезистор 3 с отрицательным ТКС малой величины, резистор k RC-цепи, конденсатор 5 RC-цепи, яогические элементы И-НЕ 6 / и 8. Термокомпенсирование одновибратора происходит следующим образом. В исходном состоянии при нормальных условиях длительность выходного импульса одновибратора определяе ся постоянной времени RC-цепи (спад б вершины импульса), значениями вход ной логической единицы Ug(H.y) и выходной погической единицы .y фиг. 2 элемента 6 по фиг. 1, осуществляющих заряд конденсатора. При изменении температуры окружающей среды в отрицательную сторону уровень выходной логической единицы эг емента 6 по фиг. 1 уменьшается до Ugt,|)((-C) , а уровень входной логической единицы увеличивается до Ugy() фиг. 2. Одновременно величина терморезистора 3 увеличивается до величины, сравнимой с величиной резистора i, т.е. 5-. Величина терморезистора 2 тоже увеличивается, т.е. терморезистор 2 не влияет на общее сопротивление резистивнои цепочки, ее сопротивление определяется только суммой величин сопротивлений резистора k и терморезистора 3 и равно k-3 (фиг. 1). При этом постоянная времени RC-цепочки возрастает, спад вершины импульса а(фиг. 2) становится более пологим, т.е. увеличению входной логической единицы Up(-c5) и уменьшению выходной логической единицы n.,i соответствует увеличение постоянной времени времязадающей RC-цепи, в результате длительность выходного импульса одновибратора сохраняется. При изменении температуры окружающей среды в положительную сторону уровень выходной логической единицы элемента 6,(фиг. 1) увеличивается до величины и„.1+С) фиг. 2. Уровень входной логической единицы элемента 7 уменьшается до величины Ugy (+°С) фиг. 2. В то же время соотношения между величинами резисторов фиг. 1 становятся , т.е. величи:На терморезистора 2 уже сказывается на суммарной величине сопротивления времязадающей цепи, уменьшая постоянную времени - спад вершины импульса в (фиг. 2).Таким образом уменьшению уровня входной логической единицы элемента 7 и увеличению выходной логической единицы элемента 6 соответствует уменьшение постоянной времени RC-цепи и длительность выходного импульса одновибратора сохраняется. Стабильность длительности импульса одновибратора в диапазоне температур от -60°С до +60°С не хуже 58 при использовании микросхем транзисторно-транзисторной логики, в то время как в известном устройстве стабильность длительности в том же температурном диапазоне превышает kO%, Кроме того, использование в схе ме одновибратора новых терморезисторов 2 и 3 обеспечивает возможность раздельной регулировки стабильности длительности выходного импульса в положительной и отрицательной об ласти температур, расширяет область применения одновибратора. Использование предлагаемого одновибратора позволяет создавать стабильные задержки, импульсы стробов, импульсы сброса и т.д, работающие в широком диапазоне температур без дополнительной разработки для этой цели сложных объемных термокомпенсированных одновибраторов. Формула изобретения Одновибратор, содержащий два двух входовых элемента И-НЕ, выход nejfiвого подключен к первому входу второго, а выход второго - к первому входу первого и ЯС-цепи,о т л и ч а ющ и и с я тем,что,с целью повышения температурной стабильности длительно сти выходных импульсов,в него введены первый и второй терморезисторы, причем первый терморезистор включен последовательно с резистором-RS-цепи, а второй - параллельно последовательно соединенным резистору RS-цепи и первому терморезистору. Источники информации, принятые во внимание при эспертизе 1.Заяйка ФРГ If 2521636, кл. Н 03 К 3/02, 1976. 2.Проектирование радиоэлектронных устройств на интегральных мик росхемах. Под ред. С. Я. Шаца, Советское радио, 1976, с. 138.

и