Импульсный генератор Советский патент 1983 года по МПК H03K3/281 

Уст1 ойство относится к импульсной технике и может использоваться ддя формирования высокостабильных .интервгшов времени в аппаратуре автоматй1 и, телемеханики и вычислительной техники.

Известен импульсный генератор содержаший операционный усилитель, вы- хоц которого через времязадгиощую RC-цепь и цепь резистивного делителя напряжения соединен с общей шиной питания, а входы - с выходами упомянутых цепей 11.

Недостатком данного генератора является малая стабильность периода, узкий частотный диапазон и функциональные возможности, в частности отсутствие дискретной регулировки периода.Наиболее близким к предлагаемому является, импульсный генератор, содержащий компаратор, первый инвертор, в рем я задающую КС-цепь., делитель напряжения, входы компаратора подключены соответственно к средним точкам времязадающей КС-цепи и делители напряжения, вход первого инвертора пбдкл1.чен к выходу компаратора (2.

Недостатком известного генератора является низкая стабильность периода

следования ИМПУЛЬСОВ, узкий диапазон, частот, отсутствие возможности дискретного изменения периода следования импульсов при сохраненииих скважности.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем стабилизации периода, расширение диапазона генерируемых частот в область

10 низких частот.

Указанная цель достигается за счет того, что в- генератор, содержащий управляющую шину, компаратор, первый инвертор, времязадающую

15 КС-цепь, делитель напряжения, входы компаратора подключены соответственно к средним точкам времязадающей КС-цепи и делителя напряжения, вход первого инвертора подключен к выходу

20 компаратора, введены второй инвертор и логический элемент И, вход второго инвертора и один вход логического элемента -И подключены к внходу первого инвертора, выход второго .рертора соединен с выходом логического элемента И и с выходом первого инвертора соответственно через времязадающую КС-цепь и делитель напряжения, а второй вход логического эле- j

30 мента И подключен к управлчютоП шине. На фиг, 1 изображена электрическая схема импульсного генератора; на фиг. 2 - эпюры напряжений, иллюстрирующие переходные процессы в устройстве. . Генератор содержит компаратор 1, например интегральный компаратор на основе дифференциального усилителя, времязадающую RC-цепь- 2, состоящую из резистора 3 и конденсатора 4, де литель 5 напряжения на резисторах 6 и 7, первый инв ертор 8, второй ин вертор 9, логический элемент И 10, управляющую шину 11. Инвертирующий и неинвертирующий входы компаратора подключены соответственно к выходу времязадающей RC-цепи 2 и к выходу делителя 5 напряжения. Вход первого инвертора 8 подключен к выходу компаратора 1. Вход второго инвертора 9 и один из входов логического элемента И 10 подключены к выходу первого инвертора 8. Выход второго инвертора 9 соединен с выходом элемен та И 10 и первого инвертора 8 соответственно через времязадающую RC-цепь 2 и делитель 5 напряжения, второй вход логического элемента И подключён к управляющей шике 11. Генератор работает следующим образом. Предположим, что в момент включе ния напряжения питания на управляющей шине 11 установлено напряжение, соответствующее логическому О, а конденсатор 4 разряжен. Тогда на выходе логического элемента И 10 та же установится уровень логического О ( выходе компарато ра 1 устанавливается потенциал логи ческой , так как напряжение на его неинвертирующем входе больше, чем на инвертирукЯдем. На выходах ин верторов В и 9 устанавливаются соот ветственно уровни логического О (VebtKe) и логической 1 (Vi) . Напряжение на делителе 5 напряже ния равно (V, вь1Хв) неинвер тирующем входе компаратора Густано вится напряжение fV -V N(. Wi. fVi HA n бьп(9 Vwel &ыхв лR ,R - сопротивления-резисторов б и 7 делителя 5 на пряжения. Напряжение на времязадакадей RC-це пи 2 с V Под воздействием этого напряжения че рез резистор 3 заряжается конденсатор 4, заряд которого заканчивается, когда напряжение на инвертирующем входе компаратора 1 достигает значения М . Напряжение на конденсаторе 4 в этот момент равно (V ) а на выходе компаратора 1 устанавливается напряжение логического О. На выходах инверторов 8 и 9 соответcjjBeHHO ycтaнaвливaютcя потенциалы ВЫХв йЫ5(о этого момента времени напряжение на делителе 5 равно JVgwXe ВЫК9 напряжение на неин- . вертирующем входе компаратора 1 paia VXCL I ьых .it())- « 9 Дв Напряжение на ремязадающе RC-це- Е гУ -v пи 2 становится равным ii быхч аых о и конденсатор 4 начинает разряжаться через резистор 3 до тех пор, когда напряжение на инвертирунхцем входе компаратора 1 достигнет значения Напряжение на конденсаторе 4 в этот момент равно (4,-VgJ,,,) . . На выходе компаратора 1 устанавливается напряжение логической , а на выходах инверторов 8 и 9 напряжение логического О (Vg°.) и логической ч (V,y) соответственно. После этого начинается заряд конденсатора 4, и далее процессы будут повторяться. Таким образом, в установившемся режиме конденсатор 4 заряжается через резистор 3 от напряжения VQ..Vn .v. до напряжения V. .У 9bi)Lfo И затем разряжается через резистор 3 от напряжения ДО напряжения Сом соответственно под воздействием напряжений ЕЗ и Е . Время заряда ty и разряда tp конденсатора 4 определяется из выражеНИИ. Ч где R - сопротивление резистора 3; с - емкость конденсатора 4. При равенстве логических уровней напряжений на выходах инверторов и логического элемента И %i -Pi vi mi a период ) Если на управляющий вход генератора подать высокий уровень напряжения, например в момент времени, показанный на фиг. 2, состояние логического элемента и 10 изменяется после того, как на выходе первого цнвертора 8 также установится уровень логической Ч . С указанного момента времени на выходе логического элеменига И 10 ус тановится уровень логической i« ( ) 3 з выходе второго инвертора 9 - уровень логического О вых9 I Напряжение на делителе 5 равно ()(g Ы)1Х9 нвинвертирующем входе компаратора 1 установи ся напряжение Vy, , Напряжения на времязадающей пи 2 в этом случае равно w binio fcbin 9 и направлено встречно напряжению на конденсаторе, 2. Напряжение на ин вертирующем входе компаратора оольше, ем на иеинвертирукхдем входе и равно (Vcj, ьь«к Состояние компаратора I и соответственно инверторов 8 и 9, элемента 10 не изменится до тех пор, пока это напряжение не уменьшится до величины V. Напряжение йа конденсаторе 4 в этот момент станет равным Coaa: ai C i ubiH()) i В этот же момент времени компаратор 1 и инверторы 8 и 9 изменят свое сос тояние на противоположное Напряжение на делителе 5 напряже;ния в этом случае равно {Vjb,, вьпд к на неинвертируквдем входе компарато ра 1 установится напряжение V .Тог да к времязадакядей КС-цепи 2 приложе но напряжение Uia Эи- еык е.мхю направленное встречно напряжению на конденсаторе оа- Напряжение иа инвертирующем входе компаратора 1 станет отрицательным, меньшим, чем на неиивертирукацем входд, и равным . Повторное изменение состояний ком паратора 1 и инверторов 8 и 9 произойдёт в момент времени, когда напря жение на неинвертйрукхцем входе ратора увеличится до величины Vft,. Напряжение на конденсаторе 4 станет равным ,. . Далее процессы будут повторяться. Таким образом, в установившемся режиме конденсатор 4 будет перезаряжаться от напряжения V до напряжения , а затем от напряжения У, до напряжения соответственно под воздействием напряжений Время перезаряда конденсатора 4 при каждом цикле определяется виражениямиЬ9ач СО21 .tv., -tv,-ЛСви с: .41 tti 1 с. -V сога 1 . согл При идентичности значений логических уровней элементов .i. откуда видно, что t,, t, так как . Период следования импульсов V-by4+t,,(l4.a XT) Максимальное значение перкода у предлагаемого генератора в первом случае в 2 раза, а во втором приблизительно в 4 раза выше, чем период колебаний генерируемых известным генератором при тех же номиналах ментов. Формула изобретения Импульсный генератор, содержащий правляющую шину, компаратор, первый инвертор/- времязадающую КС-цепь, делитель напряжения, входы компаратора подключены соответственно к средним трчкам времяэ адающей RC-цепи и делителя напряжений, вход первого инвертора подключен к выходу компаратора,,о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем стабилизации периода, расширения диапазона генерируемых частот в область низких частот, в него введены второй инвертор и логический элемент И, вход вто рого инвертора и один вход, логического элемента И подключены к выходу .первого инвертора, выход второго инвертора соединен с выходом логического элемента И и с выходом первого инвертора соответственно через времязадающую RC-цепь и делитель напряжения, а другой вход логического элемента И подключен к управляющей шине. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Шилов В.Л. Литейние интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре. Советское радио, 1979, с. 233-236. 2,Авторское свидетельства СССР 413606, кл. Н 03 К 3/335, 30.05.72.