SU790109A1 - Генератор импульсов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано также в устройствах дискретной автомати{ и, вычислительной техники и радиолокации. Известен генератор импульсов, вЫ полненный по схеме моста, плечи которого образованы резисторами и кон денсатором, а диагональ - переходом база-эмиттер р-п-р-транзистора, меж д коллектором которого и общей шиной включены последовательно соединенные резистор и п-р-п-транзистор база которого через резистор соединена с общей шиной устройства и с эмиттером п-р-п-транзистора эквивалента двухбазового иода IjОднако у известного генератора диапазон плавной регулировки частоты с помощью нелинеаризированной врем задающей RC-цепи практически . не превышает дес тикратного изменени  . Известен также генератор импульсов , выполненный по схеме моста, плечи которого образованы резистора ми и конденсатором, а диагональ переходом эмиттер-база транзистора эквивалента двухбазового диода pj. Указанный генератор имеет недостаточный диапазон плавной регулировки частоты, который определ етс  диапазоном возможного изменени  величин врем задающих резисторов., значени  которых, как известно, ограничены как сверху, так и снизу. Кроме того, такой генератор не отличаетс  расширенными функциональнымивозможност ми . Например, он не может работать в режиме синхронизации , а также не может быть выключен на заданное врем  без сн ти  напр жени  питани . Цель изобретени  - расширение диапазона плавной регулировки частоты следовани  генерируемых импульсов, а также расширение функциональных возможностей устройства. Дл  достижени  указанной цели в генератор импульсов , выполненный по схеме моста, плечи которого образованы резисторами и конденсатором, а. диагональ - переходом эмиттер-база транзистора эквивалента двухбазового диода, введены резистор, контактирующа  НС-цепь, логические элементы И-НЕ со свободным коллектором и формирователь импульсов регулируемой длительности, при этом корректирующа  RC-цепь, подключенна  параллел но врем задакндей КС-цепи через общий транзистор подсоединена к источ нику питани , причем выходы корректи рующей и врем эадающей RC-цепей подключены к выходам логических элементов И-tlE со свободным, коллектором, входы которых соединены с единичным выходом формировател  импульсов регу лируемой длительности, одним входом подключенного к средней точке резистивного делител  напр жени  генератора , а другим входом - к источнику синхронизирующих импульсов. в указанном генераторе в эквивалент двухбазового диода в качестве дополн ющего транзистора включен ра ширитель числа входов ИЛИ, эмиттер выходного транзистора которого подключен к общей шине устройства, кол лектор - к базе р-п-р-транзистора и средней точке резистивного делител  напр жени , а база через переход коллектор-база многоэмиттерного тра зистора и резистор подключена к кол лектору упом нутого р-п-Е1 транзис-; тора, эмиттер которого подсоединен к выходу врем задающей RC-цепи. На чертеже представлена принципи альна  схема предлагаемого генера тора импульсов. Генератор содержит параллельно включенные и подсоединенные через общий резистор 1 к источнику, питани  +Е. врем задающую КС-цепь, состо щую из резистора 2 и конденсатора 3 , и корректирующую КС-цепь, состо щую из резистора 4 и конденсатора 5. Выход врем задающей RC-цепи подсоединен к эмиттеру р-п-р-транзистора б эквивалента двухбазового диода п-типа, в котором в качестве дополн ющего транзистора использован логический расширитель 7 числа входов ИЛИ. База р-п-р-транзистора 6 и коллектор выходного транзистора ло гического расширител  7 числа входов ИЛИ подсоединены к средней точке ре стивного делител  напр жени , состо щего из резисторов 8 и 9, подключенного параллельно источнику питани  +Е. Выходы врем задающей и корректирующей RC-цепей соединены с выходами логического элемента 10, 11 И-НЕ со свободным коллектором, входы которых подключены к единичному выходу 12 формировател  13 импульсов регулируемой длительности. При этом выход 12 одновременно  вл етс  одним из выходов устройства. В качестве формировател  импульсов регулируемой длительности в гене раторе применен одновибратор с широким диапазоном длительностей форми руемых им импульсов. В таком формирователе изменение величины врем задающего резистора в заданном диапа зоне практически не вли ет на режим его работы. Формирователь 13 импульсов содер жит КС-трмггер 14, реализованный на трехвходовых логических элементах ТТЛ И-НЕ, между нулевым выходом которого и источником питани  мостового генератора включена врем задающа  RC-цепь, состо ща  из хронирующего конденсатора 15 и последовательно соединенных ограничительного 16 и регулируемого 17 резисторов. Выход указанной врем задающей RC-цепи соединен с анодом зар дного диода 18, катод которого подключен к единичному выходу 12 RS-триггера 14, и эмиттером р-п-р-транзистора 19 эквивалента двухбазового диода, в котором в качестве дополн ющего транзистора так же, как и в мостовом генераторе использован логический расширитель числа входов ИЛИ 20. База упом нутого р-п-р транзистора 19 и коллектор выходного транзистора расширител  20 подключены к средней точке резистивного делител  напр жени , состо щего из резисторов 21 и 22, и к R-входу RS-триггера 14. Шина 23 формировател  13 импуль-, сов  вл етс  шиной подачи сигнала F и одновременно служит входом Синхронизаци  устройства. Шина 24  вл етс  выходом устройства Им- пульс запуска. Шина 25  вл етс  выходом дл  передачи линеаризированного пилообразного напр жени  в нагрузку. Шина 26  вл етс  выходом Конец периода. Устройство работает следующим образом. При подаче напр жени  питани  RS-триггер 14 формировател  13 устанавливаетс  в положение, характеризующеес  низким уровнем напр жени  на единичном и высоким уровнем на нулевом его выходе (за счет того , что напр жение на входе 24 нарастает быстрее, чем напр жение на выходе не показанного на схеме стабилизатора напр жени , питающего логические элементы устройства), В этом случае логические элементы (разр дные ключи) 10 и 11 наход тс  в закрытом состо нии. Конденсаторы 3 и 5 з ар жаютс  по цепи: +Е, резистор 1 и резисторы 2 и 4 соответственно . Конденсатор 15 формировател  13 быстро зар жаетс  по цепи: источник питани  (упом нутый стабилизатор напр жени ), питающий логические элементы устройства (на черт, не показан), сопротивление в коллекторной цепи выходного транзистора логического элемента (вентил ), пр мосмещенный диод 18. Зар д конденсатора 15 не мен ет состо ни  формировател  13, наход щегос  в устойчивом (ждущем) состо нии, так как база транзистора 19 эквивалента двухбазового диода находитс  под воздействием более положительного напр жени , чем эмиттер. Когда напр жение на конденсаторе 3 достигает порогового напр жени  открывани  и„др транзисторного эквивалента двухбазового диода, последний в результате лавинообразного процесса переходит в провод щее состо ние и насыщаетс . На входе 24 формировател  13 образуетс  крутой отрицательный-перепад напр жени , под воздействием которого формирователь 13 переходит в состо ние квазиустойчивого равновеси . RS-триггер 14 при этом переходит в противоположное состо ние, характеризующеес  высоким уровнем напр жени  на единичном и низким уровнем - на его нулевом выходе. Зар дный диод 18 высоким уровнем напр жени  на единичном выходе RS-триггера

14смещаетс  в обратном направлении Лева  обкладка хронирующего конденсатора 15 подключаетс  через насыщенный выходной транзистор соответствующего вентил  RS-триггера 14 к общей шине устройства.

Перезар д конденсатора 15 происходит по цепи: насыщенный вьоходной транзистор вентил  RS-триггера 14, обща  шина устройства, внутреннее сопротивление источника питани  +Е, резисторы 17 и 16. Когда напр жение на выходе врем задающей RС-цепи формировател  13 достигает порогового уровн  напр жени  открывани  эквивалента двухбазового диода, последний в результате лавинообразного процесса насыщаетс , закорачива  конденсатор 15, а затем после разр да указанного конденсатора вновь переходит в непровод щее состо ние. На выходе 26 при этом формируетс  отрицательный импульс Конец периода, возвращающий RS-триггер 14 в исходное состо ние, после чего конденсатор

15вновь зар жаетс  по вышеуказанной цепи от источника, питающего логические элементы схемы. После зар да конденсатора 15 формирователь 13 вновь готов к очередному циклу работы.

Под воздействием положительного и пyльca, действующего в момент работы формировател  13 на его единичном выходе 12, выходные транзисторы логических элементов И-НЕ со свободным коллектором 10 и 11 насыпаютс , в результате чего конденсатор 5 корректирующей КС-цепи разр жаетс  через насыщенный выходной транзистор логического элемента 10, а конденсатор 3 врем задаюидей RC-цепи разр жаетс  через параллельно включенные и насыщенные выходной транзистор логического элемента 11 и транзисторный эквивалент, двухбазового диода. Вследствие того, что через насыщенный выходной транзистор логического элемента 11 идет более интенсивный отсос тока разр да конденсатора 3 (как через элемент, имеющий меньшее сопротивление), то эк-, вивалент двухбазового диода более быстро переходит в режим отсечки, заканчива  формирование на входе 24 формировател  13 крутого положительного перепада напр жени  импульса Запуск формировател .

Применение в качестве разр дных ключей логических элементов И-НЕ со свободным коллектором позвол ет уравн ть и не менее чем в три раза

0 уменьшить остаточное (начальное) напр жение на конденсаторах З.и 5 вре- м задающей и корректирующей RC-цепей.

При генерировании устройством максимальной частоты следовани  импуль5 сов регулируемый резистор 17 формировател  13 должен находитьс  в выведенном положении. Формирователь 13 в этом случае вырабатывает импульсы , длительность которых должна быть достаточной дл  обеспечени  полно0 го разр да конденсаторов 3 и 5. При таком режиме работы с выхода 25 устройства снимаетс  последовательность пилообразных импульсов повышенной линейности, амплитуда которых опре5 дел етс  величиной напр жени  (i, заданного с помощью резистивных делителей 8 и 9. Генерирование импульсов более низких, чек в известном устройстве частот достигаетс  за

0 счет того, что вследствие линеаризации экспоненты на врем задающем конденсаторе мостового генератора, а та-кже значительного уменьшени  остаточного напр жени  на нем, ста5 ло возможным без ухудшени  выходных характеристик установить уровень Unop существенно выше, чем 0,63 Е. Так, например, при В величину можно увеличить примерно в два раза . Генерирование импульсов частот

0 еще более низких в случае необходимости может быть осуществлено за счет расширени  при помощи регулируемого резистора 17 длительности импульсов , вырабатываемых формирователем

5 13. В этом случае конденсаторы 3 и 5 наход тс  в закороченном состо нии в течение времени, значительно большего , чем это необходимо дл  полного их разр да. При этом период генери0 руемых устройством импульсов может быть выражен в виде суммы Т Тц+Гп(, где Ту - длительность импульса вырабатываемого формирователем, а Т длительность пр мого и обратного хо5 да пилообразного напр жени . Измен   длительность импульса Тц, можно регулировать длительность паузы на выходе 12 устройства.

Линеаризаци  пилообразного напр 0 жени  на врем задающем конденсаторе мостового генератора (при заданных напр жении питани  и Ц достигнута за счет включени  дополнительной корректирующей цепочки R4C5, состо щей из резистора 4 и конденсатора 5,

св занной с врем эадающей цепью R2C3, состо щей из резистора 2 и конденсэтора 3, общим резистором 1 (R1). Анализ показывает, что при выполнении услови 

-R,

R2C3 :;f--C5tRl+ 4)

изменение напр жени  во времени на конденсаторе СЗ может быть представлено в виде р да без четных членов (A -i-Aj + . . .+) , где . Е . . 1 Следовательно, улучшение линейности изменени  напр жени  на врем  задающем конденсаторе 3 получено главным образом за счет устранени  из разложени  квадратичного члена, который вносит наибольшую погрешность . Полага  изменение напр жени  на врем задающем конденсаторе 3 линейной функцией времени, допускаетс  погрешность, величина которой равна / - i I г 7 ) 2 где . Из сравнени  выражени  (2) с личиной Дг-Ь/ЙТ обычной RC-цепи, таемой обычным напр жением, видно, что применение корректирующей цепи повышает точность формировани  интервала Tfji за счет линеаризации в ЗТ/t раза (при UnpFConst.). В предлагаемом устройстве процес генерировани  импуЛьсов установленной частоты следовани  можно в случ необходимости засинхронизировать, подав на шину 23 (Синхронизаци ) последовательность коротких импульсов более высокой частотЕЛ следовани . Кроме того, подав на шину 23 нулевой уровень напр жени , можно, затормозив работу мостового генератора линеаризированного пилообразного напр жени , получить на выходе 26 последовательность отрицательных импульсов с частотой следовани  . Устройство можно также,полностью выключить, на любое врем  без отключени  напр жени  питани , дл  чего необходимо на это врем  подать нулевой уровень напр жени  на один из эмиттеров многоэмьттерного транзистора расширител  7 числа входов ИЛИ. Таким образом, предлагаемое техническое решение позвол ет сконстру ировать и изготовить в интегральном исполнении высокоэффективное устрой ство с расширенным диапазоном плавной регулировки генерируемой частоты следовани  импульсов и расширенными функциональными возможност ми.

Claims (2)

1. Кроме тог:о, применение в качестве , дополн ющего транзистора в эквиваленте двухбазового диода устройства логического расширител  числа входов ИЛИ позвол ет более широко использовать заложенную в примен емой серии логических элементов функциональную полноту набора этих элементов . Формула изобретени  1.Генератор импульсов, выполненный по схеме моста, плечи которого образованы резисторами и конденсатором , а диагональ - переходом эмиттер-база транзистора эквивалента двухбазового диода, отличающийс  тем, что, с целью расширени  диапазона плавной регулировки частоты, расширени  функциональных возможностей, в него введены резистор , корректирующа  RC-цепь, логические элементы И-НЕ со свободным коллектором и формирователь импульсов регулируемой длительности, при этом корректирующа  RC-цепь, подключенна  параллельно врем задгиощей цепи, через общий резистор подсоединена к источнику питани , причем выходы корректирующей и врем задающей RC-цепей подключены к выходам логических элементов И-НЕ, со свободным коллектором, входы которых соединены с единичным выходом формировател  импульсов регулируемой длительности , одним входом подключенного к средней точке резистивного делител  напр жени  генератора, а другим входом - к источнику синхронизирующих импульсов. 2.Генератор по п. 1, о т л ичающийс  тем, что в эквивалент двухбазового диода в качестве дополн ющего транзистора включен логический расширитель числа входов ИЛИ, эмиттер выходного транзистора которого подключен к общей шине устройства, коллектор - к базе р-п-ртр лзистора и средней точке резистивного делител  напр жени , а база через переход коллектор-база многоэмиттерного транзистора и резистор подключена к коллектору упом нутого р-п-р-транзистора, эмиттер которого подсоединен к выходу врем задающей RС-цепи. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свитедельство СССР № 471658, кл; Н 03 К 1/16, 197,2.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 289496, кл. Н 03 К 3/28, 1968 (прототип ) .

   Л П It