CN106959603B - 一种宽温度范围低温漂定时系统及其定时方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种宽温度范围低温漂定时系统及其定时方法，包括方波发生电路、定时电路及运算电路，所述方波发生电路包括振荡器N1及分频器N2，所述振荡器N1的输入端分别经电阻R1与电源相连、经电容C1接地，振荡器N1的输出端与分频器N2的输入端相连，所述分频器N2的输出端及定时电路的输出端与运算放大电路的输入端相连。本发明可实现工作温度TC=‑55～125℃范围内，定时时长随温度变化不超过1%的效果。

Description

一种宽温度范围低温漂定时系统及其定时方法
技术领域
本发明涉及一种定时电路，具体涉及一种宽温度范围低温漂定时系统及其定时方法。
背景技术
目前，电子电路的定时功能主要使用定时器芯片与其外接的定时电容和电阻组成单反转信号发生电路来实现，电路的温度特性由定时电容和电阻的温度特性决定。当电路输出信号翻转前持续时间较长（≥10s）时，只能使用二类瓷片或钽等材质的电容，其容值在电路工作温度TC=-55～125℃范围内的漂移达15%以上，造成电路输出的定时信号的时长产生相应的误差，不能达到全工作温度范围内精确定时的目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种宽温度范围低温漂定时系统及其定时方法，该电路在工作温度TC=-55～125℃范围内，输出定时信号的温度特性达到≤1%的单反转低温漂定时电路，以达到全工作温度范围内精确定时的目的。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种宽温度范围低温漂定时系统，包括方波发生电路、定时电路及运算电路，所述方波发生电路包括振荡器N1及分频器N2，所述振荡器N1的输入端分别经电阻R1与电源相连、经电容C1接地，振荡器N1的输出端与分频器N2的输入端相连，所述分频器N2的输出端及定时电路的输出端与运算放大电路的输入端相连。
所述定时电路包括定时器N3，所述定时器N3的输入端分别经电阻R2与电源相连、经电容C2接地，定时器N3的输出端与运算电路的输入端相连。
所述运算电路包括与门N4，所述与门N4的同相输入端与分频器N2的输出端相连，与门N4的反向输入端与运算电路的输入端相连。
一种宽温度范围低温漂定时系统的定时方法，包括以下步骤：
（1）振荡器N1通过外接电阻R1和电容C1确定频率，产生振荡信号，该振荡信号通过分频器N2分频后输出一个周期为2T，占空比为50%的TTL信号，并将该TTL信号送给运算电路进行处理；
（2）通过定时电路输出时长在T～2T之间的单反转定时信号，并将该单反转定时信号送给运算电路进行处理；
（3）运算电路将接收到的所述TTL信号及单反转定时信号进行与运算，截取TTL信号的第一个半周期信号，输出时长为T的单反转定时信号。
由上述技术方案可知，本发明所述的宽温度范围低温漂定时电路，电路简单、可靠，可实现工作温度TC=-55～125℃范围内，定时时长随温度变化不超过1%的效果，以达到全工作温度范围内精确定时的目的。
附图说明
图1是本发明的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如图1所示，本实施例的宽温度范围低温漂定时电路，包括方波发生电路、定时电路及运算电路，方波发生电路包括振荡器N1及分频器N2，振荡器N1的输入端分别经电阻R1与电源相连、经电容C1接地，振荡器N1的输出端与分频器N2的输入端相连，分频器N2的输出端及定时电路的输出端与运算放大电路的输入端相连。其中电容C1和电阻R1均为温度系数＜50ppm的低温漂元件；振荡器芯片N1和电容C1与电阻R1产生振荡信号，经过分频器芯片N2分频后提供一个周期为2T，占空比50%的TTL信号进入第三部分电路。
定时电路包括定时器N3，定时器N3的输入端分别经电阻R2与电源相连、经电容C2接地，定时器N3的输出端与运算电路的输入端相连。定时器芯片N3和电容C2与电阻R2提供定时信号进入第三部分电路，在电路工作温度TC=-55～125℃范围内，定时信号的时长在T到2T之间。
运算电路包括与门N4，与门N4的同相输入端与分频器N2的输出端相连，与门N4的反向输入端与定时器N3的输出端相连。方波发生电路和定时电路的输出信号进入与门芯片N4后，经过与运算，输出一个工作温度TC=-55～125℃范围内时长随温度变化不超过1%的定时信号。
一种宽温度范围低温漂定时系统的实现方法，包括以下步骤：
S1：振荡器芯片N1通过外接电阻R1和电容C1确定频率，产生振荡信号，该信号经过分频器芯片N2分频后输出一个周期为2T（T是整个电路最后需要获得的定时时长），占空比50%的TTL信号，由于振荡电容和电阻C1和R1均使用温度系数≤50ppm的元件，因此该TTL信号在工作温度TC=-55～125℃的条件下，周期随温度变化的漂移不超过1%。
S2：定时器芯片N3通过外接电阻R2和电容C2产生单反转定时信号，在工作温度TC=-55～125℃条件下时长在T到2T之间，由于R2和C2可以使用温度系数较高的元件，该信号的时长随温度变化漂移较大。
S3：TTL信号和单反转信号同时进入与门芯片N4的输入端参加与运算，运算的结果实际为截取TTL信号的第一个半周期并输出，得到时长为T的单反转定时信号。在工作温度TC=-55～125℃的条件下，由于TTL信号的周期随温度变化的漂移不超过1%，因此与门芯片N4输出的单反转信号时长随温度变化的漂移也不会超过1%，确保了定时电路在全工作温度范围内精确性。
本实施例的，振荡器N1及定时器N3采用型号为ne555芯片，分频器N2采用型号为cd4040的芯片，与门N4采用型号为54ls11的芯片。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (2)

1.一种宽温度范围低温漂定时系统，其特征在于：包括方波发生电路、定时电路及运算电路，所述方波发生电路包括振荡器N1及分频器N2，所述振荡器N1的输入端分别经电阻R1与电源相连、经电容C1接地，振荡器N1的输出端与分频器N2的输入端相连，所述分频器N2的输出端及定时电路的输出端与运算放大电路的输入端相连；
电容C1和电阻R1均为温度系数＜50ppm的低温漂元件；振荡器芯片N1和电容C1与电阻R1产生振荡信号，经过分频器芯片N2分频后提供一个周期为2T，占空比50％的TTL信号进入第三部分电路；
定时电路包括定时器N3，定时器N3的输入端分别经电阻R2与电源相连、经电容C2接地，定时器N3的输出端与运算电路的输入端相连；定时器芯片N3和电容C2与电阻R2提供定时信号进入第三部分电路，在电路工作温度TC＝-55～125℃范围内，定时信号的时长在T到2T之间；
运算电路包括与门N4，与门N4的同相输入端与分频器N2的输出端相连，与门N4的反向输入端与定时器N3的输出端相连；方波发生电路和定时电路的输出信号进入与门芯片N4后，经过与运算，输出一个工作温度TC＝-55～125℃范围内时长随温度变化不超过1％的定时信号。
2.根据权利要求1所述的一种宽温度范围低温漂定时系统的定时方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)振荡器N1通过外接电阻R1和电容C1确定频率，产生振荡信号，该振荡信号通过分频器N2分频后输出一个周期为2T，占空比为50％的TTL信号，并将该TTL信号送给运算电路进行处理；
(2)通过定时电路输出时长在T～2T之间的单反转定时信号，并将该单反转定时信号送给运算电路进行处理；
(3)运算电路将接收到的所述TTL信号及单反转定时信号进行与运算，截取TTL信号的第一个半周期信号，输出时长为T的单反转定时信号。
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