Управляемый формирователь импульсов

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве управляемого формирователя импульсов в устройствах программирования микросхем постоянных запоминающих устройств и программируемых логических матриц. Цель изобретения - расширение области применения за счет расширения динамического диапазона длительностей фронтов формируемых импульсов. С помощью адресных шин 45, 46 задается код, по которому дешифратор 44 через транзисторные ключи 41, 42, 43 подключают соответствующие интегрирующие конденсаторы 9, 39, 40, управляя длительностью фронтов формируемых импульсов. 1 ил.

СОГОЗ СОВЕ TCKVlX

СОЦИАЛИСТИ IFCKMX

РЕСПУБЛИК (я)л Н 03 К 5/01

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1596441 (21) 4766227/21 (22) 11.12.89 (46) 15.11.92. Бюл. N 42 (71) Пермское научно-производственное объединение "Парма" (72) В, Р, Рассомагин, Л. B. Тунев и С, Ю.Устинов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1596441, кл. Н 03 К 5/01, 1989. (54) У П Р А В Л Я Е М Ы Й Ф О Р М И P О В АТ Е Л Ь

ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в каче Ж „„1775847 А2 стве управляемого формирователя импульсов в устройствах IlpoI.pBMMMpoBBHMsl микросхем постоянных запоминающих устройств и программируемых логических матриц. Цель изобретения — расширение области применения за счет расширения динамического диапазона длительностей фронтов формируемых импульсов. С помощью адресных шин 45, 46 задается код, по которому дешифратор 44 через транзисторные ключи 41, 42, 43 подключают соответствующие интегрирующие конденсаторы

9, 39, 40, управляя длительностью фронтов формируемых импульсов. 1 ил.

1775847

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве управляемого формирователя импульсов в устройствах программирования микросхем постоянных запоминающих устройств и программируемых логических матриц.

Цель изобретения — расширение области применения за счет расширения динамического диапазона длительности фронта формируемых импульсов, На чертеже приведена функциональная схема управляемого формирователя импульсов, Управляемый формирователь импульсов содержит первый цифра-аналоговый преобразователь 1, первый операционный усилитель 2, первый 3, второй 4 и третий 5 элементы НЕ, первый 6, второй 7 и третий 8 транзисторные ключи, первый конденсатор

9, первый 10, второй 11, третий 12, четвертый 13, пятый 14 и шестой 15 резисторы, вход 16 запуска, первую группу 17 информационных входов, второй цифроаналоговый преобразователь 18. второй 19 и третий 20 операционные усилители, схему 21 сравнения, триггер 22, мультиплексор 23, буферный усилитель 24, стабилизатор 25 напряжения, источник 26 опорного напряжения, первый 27 и второй 28 элементы

И-НЕ, четвертый 29 и пятый 30 транзисторные ключи, второй конденсатор 31, плюсовую шину 32 аналогового питания, шину 33 аналоговой земли, вход 34 разрешения, шину 35 цифровой земли, плюсовую шину 36 цифрового питания, вторую группу 37 информационных входов, выход 38, третий 39 и четвертый 40 конденсаторы, шестой 41, седьмой 42 и восьмой 43 транзисторные ключи, дешифратор 44, первый 45 и второй

46 адресные входы формирователя импульсов, первый 47, второй 48 и третий 49 диоды, Вход первого элемента НЕ 3 является входом запуска устройства, первая группа

17 информационных входов устройства подключена к группе информационных входов первого цифроаналогового преобразователя 1, первый и второй выводы первого резистора 10 подключены соответственно к эмиттерному и базовому выводам первого транзисторного ключа 6, коллекторный вывод которого подключен к коллекторному выводу второго транзисторного ключа7 и к выходу 38 устройства. Первый вывод шестого резистора 15 соединен со входом разрешения мультиплексора 23, с первыми выводами четвертого 13 и пятого 14 резисторов и подключен к плюсовой шине 32 аналогового питания, второй вывод шестого резистора 15 подключен к первому входу

45 третьего операционного усилителя 20 и коллекторному выводу четвертого транзисторного ключа 29, базовый вывод которого соединен с выходом третьего операционноro усилителя 20, эмиттерный вывод подключен к первому выводу третьего резистора

12, к первому выводу первого конденсатора

9, к первому входу схемы 21 сравнения, ко второму информационному входу первой группы информационных входов мультиплексора 23 и к коллекторному выводу третьего транзисторного ключа 8, эмиттер.ный вывод которого соединен с первым выводом второго конденсатора 31, со вторым выводом первого конденсатора 9, с эмиттерным выводом пятого транзисторного ключа 30, со вторым и третьим информационными входами второй группы информационных входов и с первым информационным входом первой группы информационных входов мультиплексора

23, с первыми входами первого 2 и второго

19 операционных усилителей и подключен к шине 33 аналоговой земли, второй вывод третьего резистора 12 соединен с коллекторным выводом пятого транзисторного . ключа 30, базовый вывод которого соединен со вторым выводом четвертого резистора

13, с выходом схемы 21 сравнения и с установочным входом триггера 22, вход сброса которого соединен с выходом третьего элемента НЕ 5 и с первым входом первого элемента И вЂ” НЕ 27, инверсный выход триггера 22 соединен с первым входом второго элемента И вЂ” НЕ 28, входы первого 3, второго

4 и третьего 5 элементов НЕ соединены, вторые входы первого 27 и второго 28 элементов И вЂ” HE подключены к входу 34 разрешения устройства, выходы первого 27 и второго 28 элементов И-НЕ соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами мультиплексора 23, третий и четвертый информационные входы первой группы информационных входов которого соединены с выходом первого операционного усилителя 2, со вторым входом схемы

21 сравнения, с выводом резистора обратной связи первого цифроаналогового преобразователя 1, Выход второго операционного усилителя 19 соединен со вторым входом третьего операционного усилителя 20 и с выводом резистора обратной связи второго цифро-аналогового преобразователя 18, первый и второй аналоговые выходы первого 1 и второго 18 цифроаналоговых преобразователей подключены соответственно к первым и вторым входам первого 2 и второго 19 операционных усилителей, входы опорного напряже ния первого 1 и второго 18

1775847 цифроаналоговых преобразователей подключены к выходу источника 26 опорного напряжения. Группа информационных входов второго цифро-аналогового ппеобраэователя 18 является второй группой информационных входов 37 устройства.

Первый и второй информационные входы второй группы информационных входов мультиплексора 23 соединены со вторым выводом пятого резистора 14. первый выход мультиплексора 23 подключен к первому входу буференого усилителя 24 и ко второму выводу второго конденсатора 31, второй выход мультиплексора 23 подключен к базовому выводу третьего транзисторного ключа 8, выход буферного усилителя 24 соединен с его вторым входом и со входом стабилизатора 25 напряжения, выход которого соединен с эмиттерным выводом первого транзисторного ключа 6, базовый вывод которого соединен с первым выводом второго резистора 11, второй вывод которого соединен с выходом второго элемента НЕ 4, выход первого элемента НЕ

3 подключен к базовому выводу второго транзисторного ключа 7, эмиттерный вывод которого и минусовый вывод питания стабилизатора 25 напряжения соединены с шиной 35 цифровой земли, а плюсовой вывод питания стабилизатора 25 напряжения подключен к плюсовой шине 36 цифрового питания, третий 39 и четвертый 40 конденсаторы соединены первыми выводами с первым выводом первого конденсатора 9, базовые выводы шестого 41, седьмого

42 и восьмого 43 транзисторных ключей подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам дешифратора 44, первый и второй адресные входы которого являются соответственно первым 45 и вторым 46 адресными входами формирователя импульсов, вторые выводы первого 9, третьего 39 и четвертого 40 конденсаторов соединены соответственно с катодами первого

47, второго 48 и третьего 49 диодов и соответственно с коллекторными выводами шестого 41, седьмого 42 и восьмого 43 транзисторных ключей, эмиттерные выводы которых и аноды первого 47, второго 48 и третьего 49 диодов подключены к шине 33 аналоговой земли.

Работает устройство следующим образом.

Для удобства рассмотрения работы формирователя рассмотрим работу устройства с подключением одной цепи зарядаразряда, например, первого конденсатора

9, Включение цепи осуществляется подачей на базовый вывод шестого транзисторного ключа 41 уровня логической единицы, от5

50 крывающего этот транзисторный ключ 41.

Седьмой 42 и восьмой 43 транзисторные ключи закрыты уровнями логического нуля, поступающими с выходов дешифратора 44, т.е. на адресные входы дешифратора 44 должен быть подан соответствующий код, обеспечивающий подачу уровня логической единицы на базовый вывод шестого транзисторного ключа 41 в течение всего цикла формирования длительностей фронта формируемых импульсов одинакового диапазона, определяемого величиной первого конденсатора 9 и кодом второй группы 37 информационных входов второго цифроаналогового преобразователя 18. Первый 47, второй 48 и третий 49 диоды осуществляют соответственно защиту шестога 41, седьмого 42, восьмого 43 транзисторных ключей от обратного выброса напряжений нв их коллекторных выводах при разряде соответственно первого 9, третьего 39 и четвертого 40 конденсаторов.

В исходном состоянии сигнал "Запуск" — сигнал запускающих импульсов, предназначенных для преобразования, сигнал "Разрешение" — сигнал разрешения формирования длительности фронта и сигналы информационных входов первого 1 и второго 18 цифроаналоговых преобразователей, поступающие соответственно на вход 16 запуска, на вход 34 разрешения, в первую 17 и вторую 37 группы информационных входов управляемого формирователя импульсов находятся в состоянии логического нуля, Нулевой уровень сигнала "Разрешение" поступает на вторые входы первого 27 и второго 28 элементов Л вЂ” НЕ и устанавливает их выходы в единичное состояние. При этом напряжение плюсовой шины 32 аналогового питания (+15 В) поступает через пятый ограничивающий резистор 14, через четвертый информационный вход второй группы информационных входов мультиплексора 23 и с его второго выхода на базовый вывод третьего транзисторного ключа 8, открывает его и разряжает первый конденсатор 9 до уровня напряжения шины 33 аналоговой земли за вычетом падения напряжения на открытом третьем транзисторном ключе 8. Напряжение, равное напряжению выхода первого операционного усилителя 2 (равное нулю, т,к. код, поступающий в группу информационных входов первого цифроаналогового преобразователя 1 состоит иэ нулей) поступает через четвертый информационный вход первой группы информационных входов мульт: плексора 23 на его первый выход, далее на вход буферного усилителя 24, с его выхода на вход дифференциального усили1775847 теля {на чертеже не показан) стабилизатора

25 напряжения, при этом на выход стабилизатора 25 напряжения поступает напряжение, прямо пропорциональное напряжению, поступающему на его вход, но отвязанное от аналогового питания (вывод питания стабилизатора 25 напряжения подключен к плюсовой шине 36 цифрового питания (+30 В). Напряжение выхода

-стабилизатора 25 напряжения не поступает на выход 38 управляемого формирователя импульсов, так как сигнал "Запуск" находится в состоянии логического нуля, а выходы

nepeoro 3 и второго 4 элементов НЕ в состоянии логической единицы.

Уровень логической единицы выхода второго элемента НЕ 4 поступает через второй резистор 11 на базовый вывод первого транзисторного ключа 6 и закрывает его.

Второй транзисторный ключ 7 открыт уровнем логической единицы, поступающим с выхода первого элемента HE 3 и подает на выход 38 управляемого формирователя импульсов уровень шины 35 цифровой земли, Уровень напряжения разряженного пераоro конденсатора 9 поступает на первый (неинвертирующий) вход схемы 21 сравнения и, так как на ее втором (инвертирующем) входе уровень напряжения равен нулю, то выход схемы 21 сравнения находится в состоянии логической единицы, открывает пятый транзисторный ключ 30 и дополнительно включает цепь разрядки первого конденсатора 9. Триггер 22 находится в неопределенном состоянии. При поступлении в группу информационных входов 17 управляемого формирователя импульсов какой-либо кодовой комбинации и далее в группу информационных входов первого аналого-цифрового преобразователя 1, а затем аналогового напряжения с его первого и второго аналоговых выходов на первый и второй входы первого операционного усилителя 2, а с его выхода на второй

{инвертирующий) вход схемы 21 сравнения и через четвертый информационный вход первой группы информационных входов мультиплексора 23 на его первый выход и далее через буферный усиль,тель 24 на вход дифференциального усилителя (на чертеже не показан) стабилизатора 25 напряжения, на выход стабилизатора 25 напряжения подается напряжение, пропорциональное входному. Далее, если поступит положительный перепад импульса запуска на вход

16 запуска, то выходы первого 3, второго 4 и третьего 5 элементов НЕ устанавливаются в уровень логического нуля. при этом закрывается второй транзисторный ключ 7 и открывается первый транзисторный ключ 6. а

55 нв выход 38 управляемого формирователя импульсов поступает напряжение выхода стабилизатора 25 напряжения. Кроме того, нулевой уровень третьего элемента НЕ 5, поступая на второй установочный вход триггера 22, разрешает его работу, Таким образом, при отсутствии единичного уровня сигнала "Разрешение" на выход 38 управляемого формирователя импульсов в течение времени действия запускающего импульса подается уровень напряжения, снимаемого с выхода стабилизатора 25 напряжения.

При переходе уровня запускающего импульса иэ состояния логической единицы в состояние логического нуля первый транзисторный ключ 6 закрывается, а второй транзисторный ключ 7 открывается и на выход

38 управляемого формирователя импульсов подается напряжение, равное нулю.

При работе управляемого формирователя импульсов в режиме формирования длительности фронта в первую 17 и вторую 37 группы информационных входов управляембго формирователя импульсов подаются кодовые комбинации, соответствующие необходимым уровням напряжений выходов первого 2 и второго 19 операционных усилителей, которые могут быть проверены с помощью подключения выводов резисторов обратной связи первого 1 и второго 18 цифроаналоговых преобразователей к соответствующей аппаратуре (на чертеже не показана) 3ВМ, При поступлении сигнала

"Разрешение" на вход 34 разрешения единичным уровнем разрешается работа первого 27 и второго 28 элементов И вЂ” HE. Так как сигнал "Запуск", поступающий на вход

16 запуска, находится в уровне логического нуля, то выход третьего элемента Н Е 5 установлен в единичное состояние и держит триггер 22 в состоянии логического нуля.

Выходы первого 27 и второго 28 элементов

И вЂ” НЕ также находятся в состоянии логического нуля, В этой ситуации на первый и второй выходы мультиплексора 23 подаются соответственно уровни напряжений шины 33 аналоговой земли через первый информационный вход первой группы информационных входов мультиплексора 23 и плюсовой шины 32 аналогового питания через пятый резистор 14 и далее через первый информационный вход второй группы информационных входов мультиплексора 23.

Таким образом, в этот момент на выход стабилизатора 25 напряжения описанным выше путем подается уровень напряжения, равный нулю, а на первый вход {неинвертирующий) схемы 21 сравнения — напряжение разряженного первого конденсатора 9, Вход схемы 21 сравнения находится в нуле17 15847

10 вом уровне, т.к. на втором (инвертирующем) входе схемы 21 сравнения уровень напряжения выше, чем на его первом (неинвертирующем) входе, и закрывает пятый транзисторный ключ 30. Триггер 22 находится в нулевом состоянии. т,к. зажат по второму установочному входу. При переходе запускающего импульса в уровень логической единицы выход третьего элемента

НЕ 5устанавливается в уровень логического нуля и разрешает работу триггера 22, но зажимает первый элемент И вЂ” НЕ 27, выход которого переключает информационные входы мультиплексора 23. При этом напряжение шины 33 аналоговой земли через второй информационный вход второй группы информационных входов мультиплексора

23, с его второго выхода подается на базовый вывод третьего транзисторного ключа 8 и закрывает его. Первый конденсатор 9 начинает заряжаться до плюсовой шины 32 аналогового питания через шестой резистор 15 и через четвертый транзисторный ключ 29, (Шестой резистор 15 выбран с малым температурным коэффициентом и является прецизионным, поэтому ток заряда первого конденсатора 9 постоянный и прямо пропорционален напряжению выхода второго операционного усилителя 19, т.е, заряд происходит с помощью источника постоянного тока, выполненного на шестом резисторе 15, четвертом транзисторном ключе 29 и третьем операционном усилителе 20). Одновременно с началом заряда первого конденсатора 9 напряжение с него подается на первый (неинвертирующий) вход схемы 21 сравнения и на второй информационный вход первой группы информационных входов мультиплексора 23, а с его первого выхода через буферный усилитель

24 и стабилизатор 25 напряжения на эмиттерный вывод открытого запускающим импульсом первого транзисторного ключа 6 и далее на выход 38 управляемого формирователя импульсов. Когда первый конденсатор 9 зарядится до напряжения, установленного на второй (инвертирующий) вход схемы 21 сравнения, выход схемы 21 сравнения установится в уровень логической единицы и откроет пятый транзисторный ключ 30, который начнет медленно, т.к. третий резистор 12 выбран большим, разряжать первый конденсатор 9, Это делается для целей отслеживания — поддержания напряжений на первом конденсаторе 9 постоянным на общее время переключения триггера 22 и мультиплексора 23. Выход схемы 21 сравнения единичным уровнем также устанавливает триггер 22 в единичное состояние, инверсный выход которого за5

55 жимает второй элемент И--НЕ?8, выход которого производит переключение информационных входов мультиплексора 23. При этом на второй выход мультиплексора 23 начинает поступать напряжение плюсовой шины 32 аналогового питания с четвертого информационного входа второй группы информационных входов мультиплексора 23, а на первый выход — напряжение выхода первого операционного усилителя 2, которое поступает описанным выше способом на выход 38 управляемого формирователя импульсов. Выход схемы 21 сравнения устанавливается в нулевое состояние, так как первый конденсатор 9 начинает разряжаться. По переходу из единичного в нулевое состояние аналогично описанному выше, первый транзисторный ключ 6 закрывается, а второй транзисторный ключ 7 открывается и подает на выход 38 уровень напряжения шины 35 цифровой земли. Триггер 22 выходом третьего 5 элемента НЕ устанавливается в нулевое состояние, при этом схема ус-.анавливается в исходное состояние.

Если возникает ситуация, когда сигнал

"разрешение" находится в уровне логической единицы, сигнал запуска — в уровне логического нуля, на выходе первого операционного усилителя 2 — напряжение, равное нулю, а на выходе второго операционного усилителя 19 — напряжение больше нуля, то триггер 22 может быть установлен в неопределенное состояние. так как на его установочных входах будут уровни логической единицы. При этом на выход 38 управляемого формирователя импульсов всегда будет коммутироваться напряжение, равное нулю, так как на первый выход мультиплексора

23 будет поступать напряжение выхода первого операционного усилителя 2 либо через третий, либо через четвертый информационные входы первой группы информационных входов мультиплексора 23.

При выключении цепи заряда-разряда первого конденсатора 9 и включении цепи заряда-разряда третьего 39 или четвертого

40 конденсаторов формирователь работает аналогичным образом за исключением смены пути протекания зарядных-разрядных токов.

Таким образом, устройство расширяет динамический диапазон длительностей фронта формируемых импульсов за счет обеспечения подключения различных цепей заряда-разряда элементов схемы, что позволяет расширить область его применения.

Формула изобретения

Управляемый формирователь импульсов по авт. св. 1Ф 1596441, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения

1775847

Составитель Л. Тунев

Техред M.Ìîðãåíòàë . Корректор С. Пекарь

Редактор

Заказ 4041 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 области применения за счет расширения динамического диапазона длительностей фронтов формируемых импульсов, в него введены третий и четвертый конденсаторы, шестой, седьмой и восьмой транзисторные 5 ключи, дешифратор, первый, второй и третий диоды, аноды которых соединены с эмиттерными выводами третьего, шестого, седьмого и восьмого транзисторных ключей. катоды соединены с коллекторными вы- 10 водами шестого, седьмого и восьмого транзисторных ключей и через соответствующие первый, третий и четвертый конденсаторы соединены с коллекторным выводом третьего транзисторного ключа, базовые выводы шестого. седьмого и восьмого транзисторных ключей соединены с соответствующими выходами дешифратора, входы которого соединены с шиной адресных входов формирователя.