RU2087069C1

RU2087069C1 - Pulse generator

Info

Publication number: RU2087069C1
Application number: RU94013032A
Authority: RU
Inventors: С.М. Иванов; А.Ф. Сонин; В.М. Тимофеев
Original assignee: Московский институт теплотехники
Priority date: 1994-04-12
Filing date: 1994-04-12
Publication date: 1997-08-10
Also published as: RU94013032A

Abstract

FIELD: pulse technique; electronic devices operating under pulse noise conditions. SUBSTANCE: pulse generator has RS flip-flop built around CMOS transistors, two capacitors, two resistors, diode, and single-junction transistor; R and S inputs of RS flip-flop are connected through capacitors to neutral bus and through resistors, to its direct and inverted outputs, respectively; diode is connected in parallel to one of resistors so that its anode is connected to RS flip-flop input and cathode, to its output; emitter of single-junction transistor is connected to R input of RS flip-flop, its first base, to neutral bus, and second base, to direct output of RS flip-flop. EFFECT: improved triggering stability and noise immunity. 1 dwg

Description

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к генераторам импульсов, построенным на базе триггера, и может быть использовано преимущественно в электронных устройствах, работающих в условиях воздействия импульсных помех. The invention relates to a pulse technique, namely to pulse generators built on the basis of a trigger, and can be used mainly in electronic devices operating under the influence of pulsed noise.

Известен генератор импульсов, описанный в (1). Этот генератор содержит RS-триггер, выполненный на КМОП-транзисторах, два конденсатора, два резистора и два диода. R- и S-входы триггера соединены через конденсаторы с нулевой шиной, а через резисторы соответственно с его прямым и инверсным выходами. Диоды использованы для формирования цепей ускоренного разряда конденсаторов и поэтому включены параллельно резисторам так, что их аноды соединены с входами триггера, а катоды с его выходами. The known pulse generator described in (1). This generator contains an RS flip-flop made on CMOS transistors, two capacitors, two resistors and two diodes. R- and S-inputs of the trigger are connected through capacitors with a zero bus, and through resistors, respectively, with its direct and inverse outputs. Diodes are used to form accelerated discharge circuits of capacitors and, therefore, are connected in parallel with resistors so that their anodes are connected to the inputs of the trigger, and the cathodes are connected to its outputs.

Такой генератор обладает пониженной надежностью запуска и слабо защищен от воздействия импульсных помех во входных цепях RS-триггера. Это связано с возможностью установки триггера в устойчивое состояние при одновременно появлении на его R- и S-входах сигналов, соответствующих уровню логической "1". При этом на прямом и инверсном выходах триггера также устанавливаются сигналы, соответствующие логической "1". Such a generator has reduced startup reliability and is poorly protected from the effects of pulsed noise in the input circuits of the RS-trigger. This is due to the ability to set the trigger in a stable state when the signals corresponding to the logic level “1” appear on its R and S inputs. At the same time, the signals corresponding to the logical "1" are also set on the direct and inverse outputs of the trigger.

При нормальной работе генератора-прототипа напряжение на конденсаторах не превышает значения порогового напряжения микросхемы. Но в момент включения схемы или при воздействии импульсных помех в моменты переключения триггера, как показал опыт эксплуатации генератора-прототипа, возможна ситуация, при которой напряжение на одном из конденсаторов превысит значение порогового напряжения микросхемы. При этом напряжение на втором конденсаторе будет возрастать до величины напряжения питания. During normal operation of the prototype generator, the voltage across the capacitors does not exceed the threshold voltage of the microcircuit. But at the moment the circuit is turned on or when pulsed interference occurs at the trigger switching times, as the operating experience of the prototype generator has shown, a situation is possible in which the voltage on one of the capacitors exceeds the threshold voltage of the microcircuit. In this case, the voltage at the second capacitor will increase to the value of the supply voltage.

В данном изобретении решается задача повышения надежности запуска генератора и повышения устойчивости к воздействию импульсных помех. Для этого в предлагаемом генераторе импульсов вместо одного из диодов введен однопереходный транзистор, эмиттер которого соединен с R- (или S-) входом триггера, первая база с нулевой шиной, а вторая база с прямым (или инверсным) выходом триггера. This invention solves the problem of increasing the reliability of starting the generator and increasing the resistance to impulse noise. To do this, in the proposed pulse generator, instead of one of the diodes, a single-junction transistor is introduced, the emitter of which is connected to the R- (or S-) input of the trigger, the first base with a zero bus, and the second base with a direct (or inverse) output of the trigger.

На чертеже приведена электрическая принципиальная схема генератора импульсов. The drawing shows an electrical circuit diagram of a pulse generator.

Генератор импульсов содержит RS-триггер 1, выполненный на КМОП транзисторах (не показано), два конденсатора 2 C1 и 3 C2, два резистора 4 R₁ и 5 R₂ и два элемента ускоренного разряда конденсатора 6, 7. Один элемент ускоренного разряда (конденсатора 3) выполнен в виде диода 6. Второй элемент ускоренного разряда (конденсатора 2) выполнен в виде однопереходного транзистора 7, причем эмиттер последнего соединен с R-входом RS-триггера 1, первая база с нулевой шиной, а вторая база с прямым выходом RS-триггера 1.The pulse generator contains an RS-trigger 1 made on CMOS transistors (not shown), two capacitors 2 C1 and 3 C2, two resistors 4 R ₁ and 5 R ₂ and two elements of the accelerated discharge of the capacitor 6, 7. One element of the accelerated discharge (capacitor 3) made in the form of a diode 6. The second element of the accelerated discharge (capacitor 2) is made in the form of a single-junction transistor 7, the emitter of the latter being connected to the R-input of the RS-trigger 1, the first base with a zero bus, and the second base with a direct output RS- trigger 1.

Однопереходный транзистор 7 имеет коэффициент передачи, величина которого удовлетворяет неравенству:
U_пор/U_пит <k <U₁/U_пит
где
U_пор максимально возможное в условиях эксплуатации значение порогового напряжения RS-триггера;
U_пит напряжение питания RS-триггера;
U₁ выходное напряжение высокого уровня для RS- триггера.The single-junction transistor 7 has a transmission coefficient, the value of which satisfies the inequality:
U _pore / U _pit <k <U ₁ / U _pit
Where
U _{then the} maximum possible value of the threshold voltage of the RS-trigger in operating conditions;
U _pit supply voltage of the RS-trigger;
U ₁ high level output voltage for RS-flip-flop.

Для напряжения питания 10.15 B этим условиям удовлетворяют, например, транзистора 2Т117В, 2Т117Г ТТ3.365.000ТУ (их коэффициент передачи k 0,65. 0,85). For a supply voltage of 10.15 V, for example, the transistor 2T117V, 2T117G TT3.365.000TU (their transfer coefficient k 0.65. 0.85) satisfy these conditions.

Генератор импульсов работает следующим образом. The pulse generator operates as follows.

При подаче напряжения на схему возможны два случая: 1) напряжение на одном из входов RS-триггера быстрее достигает порогового значения и 2) напряжение на обоих входах одновременно превышает пороговое значение. В первом случае превышение напряжением на одном из входов порогового значения воспринимается RS-триггером как сигнал, соответствующий логической "1", и в соответствии с таблицей истинности RS-триггера на одном из его выходов устанавливается высокий логический уровень в зависимости от того, на каком из его входов напряжение превысило пороговое значение. Далее начинается заряд конденсатора, включенного в то плечо RS-триггера, где на выходе установился высокий логический уровень. Одновременно происходит разряд другого конденсатора. При этом заряд конденсатора осуществляется через резистор, а разряд через диод 6 или базоэмиттерный переход однопереходного транзистора 7. Соответственно, постоянная времени цепи заряда конденсатора больше постоянной времени его разрядной цепи. Поэтому в рассматриваемом случае RS-триггер будет периодически изменять состояния своих выходов на противоположные, т.е. схема будет работать в режиме генерации. When applying voltage to the circuit, two cases are possible: 1) the voltage at one of the inputs of the RS-trigger reaches the threshold value faster and 2) the voltage at both inputs simultaneously exceeds the threshold value. In the first case, the excess voltage at one of the inputs of the threshold value is perceived by the RS-trigger as a signal corresponding to the logical "1", and in accordance with the truth table of the RS-trigger, one of its outputs sets a high logical level depending on which of its voltage inputs exceeded the threshold value. Then begins the charge of the capacitor included in the shoulder of the RS-trigger, where a high logic level is established at the output. At the same time, another capacitor discharges. In this case, the capacitor is charged through the resistor, and the discharge through the diode 6 or the base-emitter junction of the single-junction transistor 7. Accordingly, the time constant of the charge circuit of the capacitor is greater than the time constant of its discharge circuit. Therefore, in the case under consideration, the RS-trigger will periodically change the states of its outputs to the opposite, i.e. the circuit will work in generation mode.

Во втором случае из-за воздействия помехи по выходным цепям или шинам питания напряжение на обеих входах RS- триггера одновременно превышает пороговое значение, что приводит к установке на его обоих выходах сигнала высокого логического уровня. В этом случае открывается второй базоэмиттерный переход транзистора 7 и через него происходит быстрый разряд конденсатора 9, что приводит к падению напряжения на R-входе RS-триггера до назначения ниже порогового, и работа схемы продолжается далее в режиме генерации. При работе схемы в режиме генерации однопереходный транзистор не влияет на параметры генерируемой последовательности импульсов. In the second case, due to the influence of noise on the output circuits or power buses, the voltage at both inputs of the RS-flip-flop simultaneously exceeds the threshold value, which leads to the installation of a high logic level signal on both of its outputs. In this case, the second base-emitter junction of the transistor 7 opens and a fast discharge of the capacitor 9 occurs through it, which leads to a voltage drop at the R-input of the RS flip-flop to the destination below the threshold, and the operation of the circuit continues further in the generation mode. When the circuit operates in the generation mode, a single-junction transistor does not affect the parameters of the generated pulse sequence.

Предлагаемое техническое решение может использоваться при построении генераторов импульсов на базе микросхем ТМ1, ТМ2, ТВ серий 176, 561, 564, 1561. The proposed technical solution can be used in the construction of pulse generators based on TM1, TM2, TV series 176, 561, 564, 1561.

Как показала лабораторная отработка генератора импульсов, выполненного по схеме чертежа, применение предлагаемого технического решения позволяет исключить возможность перехода RS-триггера генератора в устойчивое состояние, при котором на обоих его выходах устанавливается напряжение высокого логического уровня, что приводит к прекращению генерации. Повышенная надежность запуска генератора импульсов и повышенная устойчивость к воздействию импульсных помех достигается исключением возможности появления хотя бы на одном из конденсаторов 2, 3 напряжения, превышающего пороговое напряжение микросхем серий 176, 561, 564, 1561 это пороговое напряжение равно приблизительно половине напряжения питания. As the laboratory testing of the pulse generator, performed according to the drawing scheme, showed, the application of the proposed technical solution eliminates the possibility of the RS-trigger of the generator becoming stable, in which a high logic level voltage is established at both its outputs, which leads to the cessation of generation. Increased reliability of starting the pulse generator and increased resistance to impulse noise are achieved by eliminating the possibility of the appearance of at least one of the capacitors 2, 3 voltage exceeding the threshold voltage of the circuits of series 176, 561, 564, 1561, this threshold voltage is approximately half the supply voltage.

Claims

A pulse generator containing an RS flip-flop made in KVOM transistors, two capacitors, two resistors and two elements of an accelerated capacitor discharge, one of which is made in the form of a diode, the R- and S-inputs of the RS flip-flop connected through the corresponding of the mentioned capacitors to the zero bus and through the corresponding of the mentioned resistors respectively with direct and inverse outputs of the RS flip-flop, the anode of the diode is connected to the S-input of the RS-flip-flop, and the cathode of the diode is connected to the inverse output of the RS-flip-flop, characterized in that the second element is the main discharge of the capacitor is made in the form of a single-junction transistor, the emitter of which is connected to the R-input of the RS-flip-flop, the first base of the single-junction transistor is connected to the zero bus, the second base of the single-junction transistor is connected to the direct output of the RS-flip-flop, and the transmission coefficient of the single-junction transistor satisfies the inequality
U _pore / U _pit <k <U ₁ / U _pit
where U _{then the} maximum possible threshold operating voltage value of the RS-trigger;
U _pit supply voltage of the RS-trigger;
U ₁ high level output voltage for RS flip-flop.