SU815871A1

SU815871A1 - Multivibrator

Info

Publication number: SU815871A1
Application number: SU782635944A
Authority: SU
Inventors: Владимир Романович Антонец; Альберт Сергеевич Денисов
Original assignee: Войсковая Часть 44388-Р/1
Priority date: 1978-07-03
Filing date: 1978-07-03
Publication date: 1981-03-23

Description

(54) МУЛЬТИВИБРАТОР(54) MULTI-VIBRATOR

Изобретение относитс к импульсной технике и может быть использовано в уст ройствах синхронизации, задающих генера торах и в других устройствах подобного назначени .. Известны автоколебательные мультивибраторы на КМОП-транзисторах, с держащие два инвертора на КМОП-транаисторах , хронирующий конденсатор, врем задающий резистор. .Дл повышени стабильности частоты генерируемых колебаний при изменении напр жени питани в автоколебательный мультивибратор введен резистор обратной св зи i. Однако введением обратной св зи не достигаетс высока стабильность частоты генерируемых колебаний при изменении напр жени питани в широких пределах, так как стабильность частоты ограничена изменением величины выходного сопротивпени инверторов. Известен автоколебательньгй мультивибратор , который содержит три инвертора на КМОП-транзисторах, хронирующий конденсатор, врем задаюший резистор к резистор обратной св зи. Дл повышени стабильности частоты генерируемых колебаний введен токоограничивающий резистор , который стабилизирует выходное сопротивление р-канального транзистора первого инвертора при изменении напр жени питани 21. Недостатком известного автоколебательного мультивибратора на КМОП-транзисторах вл етс низка стабильность частоты генерируемых колебаний при изменении напр жени питани в широких пределах, так как она определ етс изменением величины выходного сопротивлени )Г -канального транзистора первого инвертора и выходного сопротивлени второго инвертора. Это ограничивает применение автоколебательного мультивибратора в устройствах, напр жение питани которых может мен тьс в широких пределах, например в переносных приборах. Цель изобретени - повышение стабильности частхзты генерируемых колебанийThe invention relates to a pulse technique and can be used in synchronization devices, master oscillators, and other devices of similar designation. Self-oscillating multivibrators on CMOS transistors are known, with two inverters on a CMOS transistor, a timing capacitor, a time specifying a resistor. . To increase the frequency stability of the oscillations generated when the supply voltage changes, a feedback resistor i is inserted in the self-oscillating multivibrator. However, the introduction of feedback does not achieve a high frequency stability of the generated oscillations when the supply voltage varies widely, since the frequency stability is limited by the change in the output resistance of the inverters. A self-oscillating multivibrator is known, which contains three inverters on CMOS transistors, a clock capacitor, and a time resistor to a feedback resistor. To increase the frequency stability of the generated oscillations, a current limiting resistor is introduced, which stabilizes the output resistance of the p-channel transistor of the first inverter when the supply voltage changes 21. A disadvantage of the known self-oscillating multivibrator on CMOS transistors is the low frequency stability of the generated oscillations when the supply voltage varies over wide limits since it is determined by the change in the value of the output resistance of the G-channel transistor of the first inverter and yhodnogo resistance of the second inverter. This limits the use of a self-oscillating multivibrator in devices whose supply voltage can vary widely, for example, in portable devices. The purpose of the invention is to increase the frequency stability of the generated oscillations.

при изменении напр жени питани в широких пределах when the supply voltage varies widely

Дл достижени указанной цели в мультивибратор , содержащий два инвертора на КМОП-транаисторах, шунтирующий МОПтранзистор , конденсатор, резистивный делитель , выход второго инвертора соединен с обкладкой конденсатора, вход второго инвертора соединен с выходом первого инвертора непосредственно, сток шунтирующего МОП-транзистора соединен со второй обкладкой конденсатора, а исток - с выходом первого инвертора, ре- зистивный делитель включен между полюсами источника питани , введен управл ющий каскад на МОП-транзисторе с нагрузочным резистором в непи стока и резистор обратной Св зи, причем выход управл ющего каскада подсоединен к затвору шунтирующего транзистора, а его вход - к средней точке резистивного делител напр жени , а втора обкладка кoн денсатора соединена с входом первого инвертора через резистор обратной св зи.To achieve this goal, a multivibrator containing two inverters on CMOS transistors, a shunt MOPtransistor, a capacitor, a resistive divider, the output of the second inverter is connected to the capacitor plate, the input of the second inverter is connected to the output of the first inverter directly, the drain of the shunt MOS transistor is connected to the second plate the capacitor, and the source - with the output of the first inverter, the resistive divider is connected between the poles of the power source, a control stage is introduced on the MOSFET ezistorom in Nepi drain and a feedback resistor, the output of the control stage is connected to the gate of the shunt transistor, and its input - to the middle point of the resistive voltage divider, and said second electrode kon capacitor connected to the input of the first inverter via the feedback resistor.

Предлагаемый мультивибратор позвол ет получить высокую стабильность частоты генерируемых колебаний в широком диапазоне изменени напр жени питани 9а счет автоматического изменени посто нной времени врем задающей цепи.The proposed multivibrator makes it possible to obtain a high frequency stability of the generated oscillations in a wide range of variation of the supply voltage 9a by automatically varying the time constant of the time of the driving circuit.

На чертеже представлена принципиальна электрическа схема предлагаемого автоколебательного мультивибратора на КМОП-транзисторах.The drawing shows a circuit diagram of the proposed self-oscillating multivibrator on CMOS transistors.

Автоколебательный мультивибратор на КМОП-фанзисторах содержит при последовательно соединенных инвертора 1-3 на КМОП-транзисторах, врем задающую цепь состо щую из последовательно соединен- , ных конденсатора 4 и резистора 5, включенную между выходом и входом второго инвентора 2, резистор обратной св зи 6, включенный между точкой соединени резистора 5 и конденсатора 4 врем задак щей цепи и входом инвертора 1, между р-чсанальным и п-канальным транзисторами которого включен токоограничивающий резистор 7, шунтирующий МОП-транзистор 8, управл кщий МОП-транзистор 9 с резистором нагрузки Ю и делители напр жени 11 и 12, средн точка которых соединена с затвором управл ющего МОП-транзистора 9, сток которого через резистор нагрузки 1О соединен с щиной питани и затвором шунтирующего транзистора 8, сток и исток которого подключены параллельно резистору 5 врем зада1ацей цепи.The CMOS fanzistors auto-oscillating multivibrator contains, when the inverter 1–3 on the CMOS transistors are connected in series, the time specifying a circuit consisting of a series-connected capacitor 4 and a resistor 5 connected between the output and the input of the second invarter 2 between the connection point of the resistor 5 and the capacitor 4 is the time of the tapping circuit and the input of the inverter 1, between the p-channel and p-channel transistors of which the current-limiting resistor 7, shunt the MOS transistor 8, is switched A common MOS transistor 9 with a load resistor Yu and voltage dividers 11 and 12, the midpoint of which is connected to the gate of the control MOS transistor 9, whose drain through the load resistor 1O is connected to the power supply and gate of the shunt transistor 8, the drain and source of which connected in parallel to the resistor 5, the timing chain.

Мультивибратор работает в режиме автоколебаний . В первый полупериод, когда на выходе инвертора 1 уровень логической 1, а на выходе инвертора 2 уровень логического О, конденсатор 4 врем задающей цепи зар жаетс через выходное сопротивление инвертора 1, токоограничивающий резистор 7, параллельно соедине1шые резистор 5 врем задаюшей цепи и цепь сток-исток шунтирующего транзистора 8, выходное сопротивление инвертора 2. При этом напр жение в точке соединени резистора 5 и конденсатора 4 врем задатацей цепи возрастает , Скорость зар да конденсатора 4 зависит от величины сопротивлени цепи зар да, в частности от величины выходного сопротивлени инверторов 1 и 2.Multivibrator operates in self-oscillation mode. In the first half-period, when the output of the inverter 1 is logic level 1, and the output of inverter 2 is logic level O, the capacitor 4 is driven circuit time is charged through the output impedance of the inverter 1, the current limiting resistor 7, the resistor 5 is parallel to the connecting resistor 5 the source of the shunt transistor 8, the output impedance of the inverter 2. The voltage at the junction of the resistor 5 and the capacitor 4 increases; the time by setting the circuit increases, the charging speed of the capacitor 4 depends on the resistance value of the circuit charge, in particular, on the output resistance of the inverters 1 and 2.

Когда напр жение в точке соединени резистора 5 и конденсатора 4 врем задакщей цепи достигает величины, равной напр жению переключени инвертора 1, возникает лавинообразный процесс переключени инверторов. 1-3. В результате, на выходе инвертора 1 устанавливаетс уровень логического О, а на выходе инвертора 2 - уровень логической и начинаетс второй полупериод колебаний.When the voltage at the junction of the resistor 5 and the capacitor 4, the closing circuit time reaches a value equal to the switching voltage of the inverter 1, an avalanche-like switching process of the inverters occurs. 1-3. As a result, a logic level O is set at the output of the inverter 1, and a logic level is set at the output of the inverter 2 and the second half-period of oscillations begins.

В течение второго полупериода конденсатор 4 врем задающей цепи перезар жаетс через выходное сопротивление инвертора 2, параллельно соединенные резистор 5 врем задающей цепи и цепь стописток шунтирующего МОП-транзистора 8, выходное сопротивление инвертора 1. При этом напр жение в точке соединени резистора 5 и конденсатора 4 врем задающей цепи убывает. Скорость перезар да конденсатора 4 врем задающей цепи пропорциональна величине сопротивлени цепи перезар да, в частности выходному сопротивлению инверторов 1 и 2.During the second half period of the capacitor 4, the time of the master circuit is recharged through the output resistance of the inverter 2, the parallel-connected resistor 5, the time of the master circuit and the circuit of the stoppers of the shunt MOS transistor 8, the output resistance of the inverter 1. The voltage at the junction of the resistor 5 and the capacitor 4 master circuit time decreases. The recharge rate of the capacitor 4, the time of the master circuit is proportional to the value of the resistance of the recharge circuit, in particular the output resistance of the inverters 1 and 2.

Когда напр жение в точке соединени резистора 5 и конденсатора 4 врем задающей цепи достигает величины, равной напр жению переключени инвертора 1, происходит переключение инверторов 1-3 и схема возвращаетс в исходное состо ние, т.е. на выходе инвертора 1 устанавливаетс уровень логической 1% а на выходе инвертора 2 - уровень логического О. Далее процесс повтор етс . Стабильность периода колебаний, а следовательно и частоты, при изменении напр жени питани , определ етс стабильностью напр жени переключени инвертс.ра 1 и стабильностью выходного сопротивлени инверторов 1 и 2. Напр жение лерек/цочени инвертора 1. нрааержив.четс стабильным при изменении напр жени питани за счет цепи обратной св зи на резисторе 6.When the voltage at the junction of resistor 5 and capacitor 4, the time of the master circuit reaches a value equal to the switching voltage of inverter 1, the inverters 1-3 are switched and the circuit returns to its original state, i.e. At the output of inverter 1, a logic level of 1% is set and at the output of inverter 2, a logic level of O. Then the process is repeated. The stability of the oscillation period, and hence the frequency, when the supply voltage changes, is determined by the stability of the switching voltage of inverts pp 1 and the stability of the output impedance of inverters 1 and 2. The tracking / ground voltage of the inverter 1 is stable. power due to the feedback circuit on the resistor 6.

Выходное сопротивление инверторов 1 и 2 увепичиваетс при понижении напр жени питани и уменьшаетс при его увеличении . Однако период колебаний мультивибратора при этом остаетс неизменныму так как при понижении напр жени питани понижаетс напр жение на затворе управл ющего транзистора 9 и.,соотвегственно повышаетс напр жение на его стоке , которое уменьшает сопротивление цепи сток-исток шунтирующего транзистора 8. В результате, сопротивление параллельно соединенных резистора 5 врем задающей цепи и цепи сток-исток шунтирующего транзистора 8 уменьшаетс , что компенсирует увеличение выходного сопротивлени инверторов 1 и 2, вследствие чего длительность периода генерируемых колебаний остаетс неизменной при понижении напр жени питани .The output impedance of inverters 1 and 2 increases as the supply voltage decreases and decreases as it increases. However, the oscillation period of the multivibrator at the same time remains unchanged since decreasing the supply voltage lowers the voltage on the gate of the control transistor 9 and., Respectively, the voltage on its drain increases, which reduces the drain-source resistance of the shunt transistor 8. As a result, the resistance parallel connected resistor 5, the time of the master circuit and the drain-source circuit of the shunt transistor 8 is reduced, which compensates for the increase in the output resistance of inverters 1 and 2, as a result of which the duration The period of the generated oscillations remains unchanged with decreasing supply voltage.

При повышении напр жени питани выходное сопротивление инвертора уменьшаетс . Однако За счет повышени напр жени на затворе управл ющего транзистора 9 и соответствующего понижени напр жени на его стоке сопротивление цепи сток-исток шунтирующего транзистора 8 увеличиваетс , вследствие чего увеличиваетс сопротивление параллельно соединенных резистора 5 и цепи сток-исток шунтируюцего транзистора 8, в результате компенсируетс уменьшение выходного сопротивлени инверторов 1 и 2, а пери-As the supply voltage rises, the output resistance of the inverter decreases. However, by increasing the voltage at the gate of the control transistor 9 and the corresponding lowering of the voltage on its drain, the drain-source resistance of the shunt transistor 8 increases, resulting in an increase in the resistance of the parallel-connected resistors 5 and the drain-source of the shunt transistor 8, thereby compensating decreasing the output resistance of inverters 1 and 2, and

ОД генерируемых колебаний остаетс неизменным .The OD of the generated oscillations remains unchanged.

Claims

1. US Patent N. 3863179, cl. H 03 K 3/282, 1975.

2. USSR author's certificate

No. 554612, cl. N OZ K 3/353, 1975