SU1228285A1 - Устройство преобразовани напр жени в интервал времени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть применено в устройствах телеметрии, радиолокационной , измерительной и вычислительной технике в качестве ждущего мультивибратора с управлением по длительности вырабатываемого мультивибратором импульса, модул тораj генератора с регулируемым периодом вырабатываемых импульсов, преобразовател  масштаба и тульсов. Изобретение позвол ет расширить ||гункциональные возможности устройства, содержащего транзистор р-п-р-тшта, компаратор, врем задающий элемент, триггер, за счет введени  в него первого и второго генераторов тока, операционного усилител , цепи отрицательной обратной св зи, логического элемента 2И-НЕ, элемента блокировки, резистора . 3 3.п. ф-лы, 2 ил. i (Л

Description

t1

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть применено в устройствах телеметрии, радиолокационной , измерительной и вычислительной технике в качестве ждущего мультивибратора с управлением по длительности вырабатываемого мультивибратором импульса, модул тора, генератора с регулируемым периодом вырабатываемых импульсов 5 преобразовател  масштаба импульсов.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства .

На фиг.1 представлена принципиаль- ром 5 тока„ Резистор цепи 9 отрицавень напр жени  логического нул , транзистор 3 находитс  в режиме отсечки , системой авторегулировани  значе ние тока протекающего через транзи тор первого генератора 4 тока, уста навливаетс  равным значению тока, вы рабатываемого BTOpbnsi генератором 5 тока . Расчетное значение тока первого генератора 4 тока в два раза вьше значени  тока, вырабатываемого вторым генератором 5 тока, пoэтo гy через цепь 9 отрицательной обратной св зи протекает ток, равный значению тока, вырабатываемого вторым гене1эато

q

на  схема устройства; на фиг,2 - эпюры , по сн ющие его работу.

Устройство содержит триггер 1, первый резистор 2, транзистор 3 р-п-р типа, первый 4 и второй 5 гене раторы тока, врем задающий элемент 6 на конденсаторе, компаратор 7, операционный усилитель 8, цепь 9 отрицательной обратной св зи, элемент 0 блокировки на резисторе, логический элемент 11 2И-НЕ,

Первый генератор 4 тока выполнен на термокомпенсированном источнике 12 посто нного напр жени , транзисторе 13 и резисторе 14. Второй генератор 5 тока выполнен на транзисторе 15 и трех резисторах 16-18. Цепь 9 отрицательной обратной св зи выполнена на диоде 19, резисторе 20 и конденсаторе 21.

Устройство работает следующим образом .

В исходном состо нии схемы при отсутствии сигнала запуска в процессе регулировани  напр жение на врем - задающем элементе 6 на конденсаторе, приложенное к инвертирующему входу операционного усилител  8, устанавливаетс  равным напр жению управлени ; поступающему на второй вход управлени , путем регулировани  тока первого генератора 4 тока, который устанавливаетс  равным току второго г енератора 5 тока. Отбор избыточного тока, вырабатываемого генератором 4 тока производитс  через цепь 9 отрицательной обратной св зи,

В исходном состо нии схемы на входе запуска, на входе сброса, а также на первом и втором функциональных входах устройства присутствуют уровни напр жени  логической единицы на выходе триггера 1 присутствует ур

ром 5 тока„ Резистор цепи 9 отрицавень напр жени  логического нул , транзистор 3 находитс  в режиме отсечки , системой авторегулировани  значение тока протекающего через транзистор первого генератора 4 тока, устанавливаетс  равным значению тока, вырабатываемого BTOpbnsi генератором 5 тока . Расчетное значение тока первого генератора 4 тока в два раза вьше значени  тока, вырабатываемого вторым генератором 5 тока, пoэтo гy через цепь 9 отрицательной обратной св зи протекает ток, равный значению тока, вырабатываемого вторым гене1эатоq

тельной обратной св зи рассчитываетс  таким образом, чтобы обеспечить на выходе операционного усилител  8 уровень логической единицы. На выходе логического элемента 11 2И-НЕ при этом формируетс  уровень логического нул . Напр жение на врем задаю- щем элементе б на конденсаторе равно напр жению на втором входе управлени , т.е. напр жению на инвертирующем входе операционного усилител  8.

Второй вход управлени  устройства условно заземл етс , а на первом входе управлени  - посто нное положительное преобразуемое напр жение . На вход запуска устройства поступают импульсы отрицатапьной пол рности (эпюра а, фиг.2), На выходе триггера 1 формируетс  уровень напр жени  логической единицы„ Через резистор 2 и через транзистор 3 при этом протекает ток, несколько больший расчетного тока первого генератора 4 тока. Транзистор первого генератора 4 тока из линейного режима переходит 3 режим отсечки, что вызывает замыкание системы авторегулиро- вани . Напр жение на врем зад,ающем элементе 6 на конденсаторе под действием тока второго генератора 5 тока нач:инает расти в положительную область напр жений по линейному закону (эпюра б, фиг.2). В момент равенства

пилообразного напр жени  напр жению управлени , поступающего на первый вход управлени  (момент времени t , фиг.2)5 на выходе компаратора 7 формируетс  уровень логического нул . Этим перепадом сбрасываетс  триггер 1, на его выходе также формируетс  уровень напр жени  логического нул . Транзистор 3 закрываетс , и первый

1 енератор 4 тока выходит в линейный режим. Поскольку расчетна  величина тока первого генератора 4 тока в два раза вьше расчетной величины тока второго генератора 5 тока, в момент времени t на врем задающем элементе 6 на конденсаторе начинаетс процесс разр да. Напр жение при этом остаетс  линейным той же крутизны, но с обратным знаком, с изломом в момент времени t . (эпюра б, фиг.2). Поскольку напр жение на врем задаю- щем элементе 6 на конденсаторе начинает уменьшатьс  относительно напр жени  управлени , на выходе компаратора 7 формируетс  уровень напр жени логической единицы, т.е. на выходе компаратора в момент времени t вырабатываетс  короткий импульс отрицательной пол рности (эпюра в, фиг.2), приложенный к первому входу установки уровн  логического нул  триггера 1 . В момент времени t напр жение на врем задающем элементе 6 на конденсаторе сравн етс  с напр жением на втором входе управлени  /ко-у торое равно нулевому напр жению) и операционный усилитель 8 выходит в линейный режим, что приводит к включению системы авторегулировани , котора  отслеживает напр жение на врем задающем элементе 6 на конденсаторе за напр жением на втором входе управлени . Включение системы авторегулировани  приводит к излому напр жени  на конденсаторе в момент времени t (эпюра б, фиг.2). Система авторегулировани  обеспечивает также равенство коллекторных токов транзисторов , образующих первый и второй генераторы токов. При этом через цепь 9 отрицательной обратной св зи течет разностный ток первого и второго генераторов тока. С учетом величины этого тока рассчитываетс  номинальное значение резистора цепи обратной св зи таким образом , чтобы обеспечить на выходе операционного усилител  8 уровень напр  |жени  логической единицы. На выходе операционного усилител  8, таким образом , завершаетс  формирование отрицательного импульса, по длительности равного напр жению треугольной формы, сформированному на врем задающем элементе 6 на конденсаторе (эпюра г, фиг.2). Цепь 9 отрицательной обратной св зи находитс  в непровод щее состо нии с момента формировани  отрицательного перепада на выходе операционного усилител  8 и переходит в провод щее состо ние в момент

формировани  положительного перепада на выходе операционного усилител  8. Непровод щее состо ние обеспечиваетс  наличием нелинейного элемента в цепи 9 отрицательной обратной св зи . Выход операционного усилител  8 через элемент IО блокировки подключен к первому входу логического элемента I1 2И-НЕ. Выходной импульс логического элемента 11 2И-НЕ положительной пол рности (эпюра д, фиг.2)  вл етс  выходным сигналом устройства . С течением времени и в диапазоне температур мен ютс  входные токи компаратора 7, операционного усилител  8, мен етс  ток второго генератора 5 тока как за счет дрейфа напр жени  перехода эмиттер - база транзистора, вход щего в состав второго генератора 5 тока, так и за

счет изменени  напр жени  плюсового источника питани  и его пульсаций. Эквивалентный суммарный эффект, вызванный всеми этими причинами, можно представить путем подключени  генератора нестабильного тока к врем - задающему элементу -6 на конденсаторе . При этом образуетс  узел токов, состо щий из токов первого генератора тока, второго генератора тока и

генератора нестабильного тока. Дл  случа , когда ток нестабильности  вл етс  втекаю1цим в узел токов, током зар да конденсатора будет сумма токов второго генератора тока и тока нестабильности, что приводит к увеличению крутизны участка возрастающего напр жени  на конденсаторе врем задающего элемента 6. Во врем  разр да конденсатора результирующий

ток разр да конденсатора равен разности вытекающего тока разр да конденсатора и втекающего тока нестабильности , т.е. результирующий ток . разр да конденсатора уменьшаетс 

на величину тока нестабильности, что приводит к уменьшению крутизны падающего участка напр жени  на конденсаторе. Поскольку ток нестабильности в обоих случа х практически одинаков, то насколько уменьшитс  перва  половина вьфабатываемого треугольной формы импульса, настолько же увеличитс  втора  его половина5 поэтому суммарна  длительность импульса, вырабатываемого устройст- BOMj гфактически не измен етс .Форма сигнала 5 формируемого на врем - задающем конденсаторе 6 при наличии тока нестабильности,указана на эпюре бз фиг,2 пунктиром. Этим обсто тельством вызвана высока  стабильность длительности вырабатываемого устройством импульса,

Дл  обеспечени  регулировки длительности вырабатываемого устройством импульса можно мен ть напр жение управлени  как по первому входу управлени , так и по второму входу зшравлени  при необходимости приостановить работу устройства, если на вход сброса может быть подан импульс отрицательной пол рности. Если этот импульс сброса поступает на вход перед моментом времени 5 то устройство выработает импульсы удвоенной длительности относительно временного интервала между фронтом импульса запуска и фронтом импульса сброса, т.е. временной интервал между фронтом импульса запуска и фронтом импульса сброса ранен временному интервалу между фронтом иг шульса сброса и срезом вькодного импульса. Если при этом режиме токи генераторов тока разнос тс  не в два раза, а в и раз (т„е„ Пг 2, но не равно )э то в этом случае крутизны напр жений зар да и разр да врем задающего конденсатора 6 различны. Например, дл  случа  временной интервал методу фронтом импульса запуска и фронтом импульса сброса в 10 раз меньше временного зазора между фронтом импульса сброса и срезом выходного импульса, а дл  случа  п 10 устанавливаетс  обратное соотношени что позвол ет устройству эффективно работать в качестве преобразовател  масштаба импульсов, В качестве выходного импульса при этом используес  выходной импульс элемента 1 2И-НЕ, в этом случае в длительность выходного иьшульса входит временной интервал между фронтами импульсов зпуска и сброса, поступающих на соответствующие входы устройства.

Claims (1)

1. Формула изобретени

   1 Устройство преобразовани  напр жени  в интервал времени, содержа

   28285S

   чцее транзистор р-п р-типа, компаратор , врем задающий элемент на конденсаторе ,, перва  обкладка которого соединена с общей шиной, а втора  (j обкладка - с инвертирующим входом компаратора, триггер, первый вход установки уровн  логического нул  которого подключен к выходу компаратора , второй вход установки уровн 

   10 логического нул   вл етс  входом

   сброса, неинвертирующий вход компаратора  вл етс  первым входом управлени  , о т-л и ч а ю ni; е е с   тем, что, с делью расширени  функдиональ{5 ных зоэможностеЙ5 в устройство введены первый и второй генераторы тока, операционный усилитель, цепь отрицательной обратной св зи, логический элемент 2И--НЕ, элемент блокировки на

   20 резисторе, пер)зый резистор, при этом первьп вход первого генератора тока  вл етс  источника напр жени  отрицательной пол рности, вход второго генератора  вл етс  шиной источ25 ника напр жени  поло снтетпьной пол рности ,, въкоды первого и второго генераторов тока объединень) с второй обкладкой конденсатора врем задаю- ш,его элемента и подключены к инверти30 ругощему входу операционного усилител , неинвертир дощий вход которого  вл е гс  в :: орым входом управлени , а операционного усилител  подключен к входу цепи отрицательной 2 обратной св зи, второй вход, первого

   генератора тока объе,динен с коллектором транзистора р-п-р-типа и соединен с. Бьпсодом цепк отрицательной обратной св зи, база транзистора р-п-р-ти4Q па  вл етс  общей шиной, а эмиттер через первый резистор подключен к вькоду триггера, первый вход уста- ковки уровн  логической единицы которого  вл етс  входом запуска, второй

   45 вход установки уровн  логической единшц 1 триггера  вл етс  первым фупкц он;зльным входом, выход операционного усилител  через элемент блокировки подключен к первому входу

   50 логического элемента второй вход которого  вл етс  вторЬм функ- .циональным входом, а выход логического элемента 2И-НЕ  вл етс  выходной шиной.

   - 2 „ Устройство по п, 5 отличающее с   тем, что первый генератор тока выпо.пнен на транзисторе ,, резисторе, термокомпенсированном источнике посто нного напр жени - , первый выход которого соединен с первым выводом резистора и  вл ет с  первым входом генератора тока, второй вывод резистора объединен с эмиттером транзистора и  вл етс  вто рым входом генератора тока, второй выход термокомпенсированного источника посто нного напр жени  соединен с базой транзистора, коллектор которого  вл етс  выходом генератора тока .

   3. Устройство поп11,отлича ю щ е е с   -тем, что второй генератор тока выполнен на транзисторе и трех резисторах, первый вывод первого из которых объединен с первым выводом второго резистора и  вл етс  входом генератора тока, второй вы вод первого резистора объединен с

   282858

   первым выводом третьего резистора н соединен с базой транзистора, эмиттер кбторого соединен с вторым выводом второго резистора, а коллек- 5 тор  вл етс  выходом генератора тока , второй вывод третьего резистора  вл етс  общей шиной.

   4. Устройство поп.1,отлича- 10 ю щ е е с   тем, что цепь отрицательной обратной св зи выполнена на диоде, резисторе, конденсаторе, перва  обкладка которого соединена с анодом диода и  вл етс  входом це- 15 пи отрицательной обратной св зи, втора  обкладка конденсатора объединена с первым вьшодом резистора и  вл етс  выходом цепи отрицательной обратной св зи, второй вывод 20 резистора соединен с катодом диода.

   fpueJ

   to t, ti

   f. EUb:JiUfrii-Eija EiiY. aa;tie

   -«,

   -t

   «-

   :r:L™.,xri

   fpyg. I