RU2071166C1

RU2071166C1 - Controlled pulse generator

Info

Publication number: RU2071166C1
Authority: RU
Inventors: А.М. Сасов
Original assignee: Институт физики высоких энергий
Priority date: 1990-11-20
Filing date: 1990-11-20
Publication date: 1996-12-27

Abstract

FIELD: pulse technique and variable pulse frequency electronic devices. SUBSTANCE: controlled pulse generator has series-connected inverters 1-4, capacitor 5 inserted between input of first and output of second inverters, series-connected resistors 6,7 inserted between output of third and input of first inverters, variable resistor 8 inserted between output of fourth inverter and interconnected leads of two resistors, two light emitters 9,10 one of which is connected through its leads to control circuit and other, to current supply. Photoresistor is used as variable resistor which makes it possible to change variation boundaries of generated pulse frequency without any switching operations in generator circuit. EFFECT: simplified design. 1 dwg

Description

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в радиоэлектронных устройствах с изменяемой частотой импульсов, в частности в системах дистанционного и автоматического регулирования, преобразования светового потока в частоту импульсов, в электромузыкальных инструментах. The invention relates to a pulse technique and can be used in electronic devices with a variable frequency of pulses, in particular in systems of remote and automatic control, converting light flux into a frequency of pulses, in electric musical instruments.

Известен генератор импульсов, содержащий в качестве основного активного элемента λ, нагрузочный резистор, фотоприемники, оптоэлектронные затворы, излучатели света (светодиоды). Для работы генератора в режиме генерации необходимо подавать одновременно два сигнала логической 1 на два входа. Период (частота) генерации постоянен и обуславливается временными задержками срабатывания оптоэлектронных затворов и фотоприемников. Временные задержки являются константами для каждого названного элемента и зависят только от их электрофизических параметров. Цепи управления генератором гальванически не связаны с его электрическими цепями (авт.св. N 1241431, кл. Н 03 К 3/42, БИ N 24, 1986). A known pulse generator containing, as the main active element, λ, a load resistor, photodetectors, optoelectronic gates, light emitters (LEDs). For the generator to work in the generation mode, it is necessary to simultaneously supply two logical 1 signals to two inputs. The generation period (frequency) is constant and is determined by the time delays of the operation of the optoelectronic shutters and photodetectors. Time delays are constants for each named element and depend only on their electrophysical parameters. The generator control circuits are not galvanically connected to its electrical circuits (ed. St. N 1241431, class N 03 K 3/42, BI N 24, 1986).

Недостатком известного генератора является невозможность изменять частоту генерируемых импульсов вследствие отсутствия внешних времязадающих элементов. Кроме этого, временные задержки оптоэлектронных затворов и фотоприемников малы, поэтому генератор не может генерировать импульсы с низкой частотой следования порядка 10 100 Гц. A disadvantage of the known generator is the inability to change the frequency of the generated pulses due to the absence of external time-setting elements. In addition, the time delays of the optoelectronic shutters and photodetectors are small, therefore, the generator cannot generate pulses with a low repetition rate of the order of 10 100 Hz.

Известные преобразователи светового потока в частоту импульсов строятся на основе мультивибраторов и блокинг-генераторов. В зависимости от требований к светочувствительности и линейности характеристики генератора могут быть использованы фотоприемники в виде фоторезисторов, фотодиодов, фотоконденсаторов или фотосопротивления. Например, в преобразователе с чувствительностью 15 Гц/лк используют фотодиоды, а в преобразователе с более высокой чувствительностью 88 Гц/лк применяют фотосопротивления. Во всех схемных вариантах генераторов фотоприемники включаются в цепь управления частотой импульсов. Элементы времязадающих цепочек фиксированы и подбираются для каждого конкретного участка диапазона рабочих частот (Будяков В.П. Релаксационные генераторы импульсные преобразователи неэлектрических величин. М: Энергия, 1974, с. 107). Known converters of light flux into a pulse frequency are based on multivibrators and blocking generators. Depending on the requirements for photosensitivity and linearity of the characteristics of the generator, photodetectors in the form of photoresistors, photodiodes, photocondensers or photo resistance can be used. For example, in a converter with a sensitivity of 15 Hz / lux, photodiodes are used, and in a converter with a higher sensitivity of 88 Hz / lux, photoresistors are used. In all circuit variants of the generators, photodetectors are included in the pulse frequency control circuit. Elements of timing chains are fixed and selected for each specific section of the operating frequency range (V. Budyakov. Relaxation generators pulse converters of non-electric quantities. M: Energy, 1974, p. 107).

Недостатком известных преобразователей светового потока в частоту импульсов является невозможность перехода с одного участка диапазона рабочих частот на другой без замены резисторов или конденсаторов времязадающих цепочек. Кроме того, нельзя изменить чувствительность преобразователя непосредственно в процессе его функционирования. A disadvantage of the known converters of the light flux to the pulse frequency is the impossibility of switching from one section of the operating frequency range to another without replacing the resistors or capacitors of the timing chains. In addition, it is impossible to change the sensitivity of the converter directly during its operation.

Известен несимметричный мультивибратор, применяемый в электромузыкальных инструментах. Управление его частотой в пределах заданного диапазона осуществляется фотосопротивлением. Границы диапазона жестко фиксированы, а их выбор производится путем замены резистора или конденсатора времязадающей цепочки (Доценко Ю.А. Светофон. Радио, N 11, 1984, с. 49). Known asymmetric multivibrator used in electric musical instruments. Its frequency is controlled within a given range by photo-resistance. The boundaries of the range are rigidly fixed, and their choice is made by replacing the resistor or capacitor of the timing chain (Dotsenko Yu.A. Svetofon. Radio, N 11, 1984, p. 49).

Недостатком такого несимметричного мультивибратора является отсутствие возможности изменения границ диапазона частот, вырабатываемых им импульсов непосредственно в ходе его работы. Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности является управляемый генератор импульсов, содержащий четыре последовательно соединенных инвертора, конденсатор, включенный между выходом второго и входом первого инвертора, два последовательно соединенных резистора, вывод одного из которых подключен к выходу третьего инвертора, вывод второго резистора подключен ко входу первого инвертора, а к соединенным между собой выводам этих резисторов и выходу четвертого инвертора подключен переменный резистор или, в качестве переменного резистора, электронное устройство, состоящее из двух встречно включенных полевых транзисторов с резисторами в выходной цепи, затворы полевых транзисторов подключены к источнику управляющего напряжения, каждый полевой транзистор со своим резистором зашунтирован диодом. Управление частотой импульсов генератора пpоизводится в результате изменения сопротивления переменного резистора или внутреннего сопротивления электронного устройства вследствие изменения управляющего напряжения на соединенных между собой затворах полевых транзисторов (см. а.с. N 921053, МКИ Н 03 К 3/28, БИ, N 14, 1982). The disadvantage of this asymmetric multivibrator is the inability to change the boundaries of the frequency range produced by the pulses directly during its operation. The closest to the proposed solution in technical essence is a controlled pulse generator containing four series-connected inverters, a capacitor connected between the output of the second and the input of the first inverter, two series-connected resistors, the output of one of which is connected to the output of the third inverter, the output of the second resistor is connected to the input of the first inverter, and to the interconnected terminals of these resistors and the output of the fourth inverter, a variable resistor is connected or, as TERM resistor, an electronic device, consisting of two opposite FETs included with the resistors in the output circuit, the gates of the FETs connected to a source of control voltage, each field effect transistor with its resistor shunted diode. The control of the pulse frequency of the generator is carried out as a result of a change in the resistance of a variable resistor or internal resistance of an electronic device due to a change in the control voltage on the interconnected gates of field-effect transistors (see AS N 921053, MKI N 03 K 3/28, BI, N 14, 1982).

Недостатком данного генератора является низкая помехозащищенность, что обусловлено гальванической связью цепи управления, частотой генератора с источником управляющего напряжения. Вследствие этого, при значительном удалении переменного резистора, как дистанционного управляющего частотой органа, от остальной части схемы может ухудшаться стабильность работы генератора. Кроме этого, широкий диапазон регулирования частоты импульсов затрудняет осуществление точных регулировок частоты в заранее выбранном участке диапазона частот. The disadvantage of this generator is the low noise immunity, which is due to the galvanic connection of the control circuit, the frequency of the generator with a source of control voltage. As a result, when the variable resistor, as a remote organ frequency control, is significantly removed from the rest of the circuit, the stability of the generator may deteriorate. In addition, a wide range of pulse frequency control makes it difficult to make fine frequency adjustments in a pre-selected section of the frequency range.

Цель изобретения расширение области применения генератора за счет обеспечения возможности установления границ диапазона изменения частоты генерируемых импульсов. The purpose of the invention is the expansion of the scope of the generator by providing the ability to establish the boundaries of the range of variation of the frequency of the generated pulses.

Положительный эффект от использования изобретения заключается в том, что можно, без каких-либо переключений в его электрической схеме изменять границы диапазона частот. Кроме этого, линии связи цепей управления с управляющим объектом и изменения границ диапазона частот не нуждаются в экранировании и специальных мерах защиты от радиопомех и различных видов наводок. The positive effect of the use of the invention is that it is possible, without any switching in its electrical circuit, to change the boundaries of the frequency range. In addition, the communication lines of the control circuits with the control object and changing the boundaries of the frequency range do not need shielding and special measures of protection against radio interference and various types of interference.

Поставленная цель достигается тем, что в управляемый генератор импульсов, содержащий четыре последовательно соединенных инвертора, конденсатор, включенный между выходом второго и входом первого инверторов, два последовательно соединенных резистора, включенных между выходом третьего и входом первого инверторов, переменный резистор, включенный между выходом четвертого инвертора и точкой соединений двух резисторов, введены дополнительно два излучателя света, один из которых подключен своими выводами к цепи управления, а другой к источнику тока, при этом в качестве переменного резистора использовано фотосопротивление. This goal is achieved by the fact that in a controlled pulse generator containing four series-connected inverters, a capacitor connected between the output of the second and the input of the first inverters, two series-connected resistors connected between the output of the third and the input of the first inverters, a variable resistor connected between the output of the fourth inverter and the connection point of two resistors, two additional light emitters are introduced, one of which is connected with its terminals to the control circuit, and the other to the source iku current, thus as a variable resistor used photoresistor.

На чертеже приведена функциональная схема управляемого генератора импульсов. Изобретение выполнено с применением микросхемы К155ЛА-3, фотосопротивления СФ2-5, ламп накаливания МН1-0,062. Управляемый генератор импульсов содержит четыре последовательно соединенных инвертора 1 4, конденсатор 5, включенный между выходом второго и входом первого инверторов, два последовательно соединенных резистора 6 и 7, вывод резистора 6 подключен к выходу инвертора 3, вывод резистора 7 подключен ко входу инвертора 1, а к соединенным между собой выводам резисторов 6 и 7 подключено фотосопротивление 8, второй вывод которого подключен к выходу инвертора 4. Фотосопротивление 8 засвечивается двумя излучателями света 9 и 10, один из них 9 подключен своими выводами к цепи управления частотой, а другой 10 подключен к собственному источнику тока 11. The drawing shows a functional diagram of a controlled pulse generator. The invention was made using the K155LA-3 microcircuit, SF2-5 photo-resistance, and MH1-0.062 incandescent lamps. The controlled pulse generator contains four series-connected inverters 1 4, a capacitor 5 connected between the output of the second and the input of the first inverters, two series-connected resistors 6 and 7, the output of the resistor 6 is connected to the output of the inverter 3, the output of the resistor 7 is connected to the input of the inverter 1, and photo resistivity 8 is connected to interconnected outputs of resistors 6 and 7, the second output of which is connected to the output of inverter 4. Photo resistance 8 is illuminated by two light emitters 9 and 10, one of them 9 is connected by its pin to the frequency control circuit, and the other 10 is connected to its own current source 11.

Работа управляемого генератора импульсов происходит следующим образом. Под действием перезаряда конденсатора 5 происходит изменение потенциала на входе инвертора 1, который при достижении порога срабатывания переключается. Переключение инвертора 1 вызывает смену состояний инверторов 2, 3, 4 и перезаряд конденсатора 5, в результате чего возникает режим генерации. Частота генерации определяется параметрами цепи, состоящей из конденсатора 5, резисторов 6 и 7 и величиной сопротивления фотосопротивления 8. Выбор рабочего участка диапазона частот осуществляется с помощью излучателя света 10. Осуществляется это за счет того, что при дополнительной подсветке фотосопротивления 8 уменьшается его сопротивление и рабочий участок диапазона смещается в сторону высоких частот. Снижение интенсивности излучателя 10 влечет за собой расширение диапазона в сторону низких частот. Управление частотой импульсов в выбранном диапазоне производится излучателем 9. The operation of the controlled pulse generator is as follows. Under the action of the overcharging of the capacitor 5, the potential changes at the input of the inverter 1, which switches when the threshold is reached. Switching the inverter 1 causes a change in the state of the inverters 2, 3, 4 and the recharging of the capacitor 5, as a result of which the generation mode occurs. The generation frequency is determined by the parameters of the circuit, consisting of a capacitor 5, resistors 6 and 7, and the resistance value of the photoresistance 8. The selection of the working portion of the frequency range is carried out using a light emitter 10. This is due to the fact that with additional illumination of the photoconductivity 8, its resistance and working part of the range is shifted towards high frequencies. The decrease in the intensity of the emitter 10 entails the expansion of the range towards low frequencies. The control of the pulse frequency in the selected range is made by the emitter 9.

Claims

A controlled pulse generator containing four series-connected inverters, a capacitor connected between the output of the second and the input of the first inverters, two series-connected resistors connected between the output of the third and the input of the first inverters, a variable resistor connected between the output of the fourth inverter and the connection point of two resistors, different the fact that, in order to expand the scope of the generator by providing the ability to establish the boundaries of the frequency range of the generator proxy pulses therein two light emitter, one of which is connected its findings to a control circuit, and the other to a current source incorporated, wherein the variable resistor as used photoresistor.