Генератор импульсов

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах вычислительной техники и системах управления. Техническим результатом является повышение надежности функционирования. Устройство содержит RS-триггер, элемент 2ИЛИ-НЕ, элемент 2И-НЕ, два инвертора, четыре резистора, два конденсатора. 1 ил.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах вычислительной техники и систем управления.

Известен генератор импульсов (см. а.с. СССР №482878 от 24.04.72, МКИ Н 03 К 5/01, Н 03 К 3/26, “Мультивибратор” авторов Б.А.Крылова и В.В.Мятежникова, опубл. 30.08.75, Бюл. №34), содержащий два триггера, два конденсатора и два диода. Первый и второй выходы первого триггера соединены соответственно с первым и вторым входами второго триггера. Первый выход второго триггера соединен с катодом первого диода, анод которого соединен с вторым входом первого триггера и первым выводом второго конденсатора, второй вывод которого соединен с общей шиной. Второй выход второго триггера соединен с катодом второго диода, анод которого соединен с первым входом первого триггера и первым выводом первого конденсатора, второй вывод которого соединен с общей шиной.

Недостатком генератора импульсов является низкая надежность функционирования из-за возможности “зависания” схемы при подаче питания.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков является генератор импульсов (см. а.с. СССР №1019592 от 06.01.82, МКИ Н 03 К 3/281, “Мультивибратор” автора В.П.Белоусова, опубл. 23.05.83, Бюл. №19), содержащий RS-триггер, конденсатор, включенный между входами триггера, первый и второй диоды, аноды которых соединены соответственно с S- и R-входами триггера, и логический инвертор. Катод первого диода подключен к инверсному выходу триггеpa.

Вход логического инвертора соединен с инверсным выходом триггера, а выход - с катодом второго диода.

Недостатком генератора импульсов является низкая надежность функционирования из-за резкого повышения частоты следования выходных импульсов при отказе (обрыве) конденсатора.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является создание генератора импульсов, обладающего высокой надежностью функционирования.

Технический результат, заключающийся в повышении надежности функционирования, достигается тем, что в генератор импульсов, содержащий RS-триггер, инверсный выход которого соединен с входом инвертора, и конденсатор, введены второй конденсатор, элемент 2И-НЕ, элемент 2ИЛИ-НЕ, второй инвертор и четыре резистора, причем инверсный выход RS-триггера соединен с первыми выводами конденсаторов, второй вывод первого из которых соединен с первыми выводами первого и второго резисторов, второй вывод первого резистора соединен с первыми входами элемента 2И-НЕ и элемента 2ИЛИ-НЕ, второй вывод второго резистора соединен непосредственно с выходом первого инвертора и через третий резистор с вторым выводом второго конденсатора и первым выводом четвертого резистора, второй вывод которого соединен с вторыми входами элемента 2ИЛИ-НЕ и элемента 2И-НЕ, выход которого через второй инвертор соединен с R-входом RS-триггера, S-вход которого соединен с выходом элемента 2ИЛИ-НЕ.

Указанная совокупность признаков позволяет повысить надежность функционирования генератора импульсов за счет того, что при отказе (обрыве) одного из конденсаторов частота следования выходных импульсов определяется другим конденсатором.

На чертеже приведена принципиальная схема генератора импульсов.

Генератор импульсов содержит RS-триггер 1, первый 2 и второй 3 инверторы, элемент 2И-НЕ 4, элемент 2ИЛИ-НЕ 5, первый 6 и второй 7 конденсаторы, первый 8, второй 9, третий 10 и четвертый 11 резисторы. Инверсный выход RS-триггера 1 соединен с входом инвертора 2 и первыми выводами конденсаторов 6 и 7. Второй вывод конденсатора 8 соединен с первыми выводами резисторов 8 и 9. Второй вывод резистора 8 соединен с первыми входами элемента 2И-НЕ 4 и элемента 2ИЛИ-НЕ 5. Второй вывод резистора 9 соединен непосредственно с выходом инвертора 2 и через резистор 10 с вторым выводом конденсатора 7 и первым выводом резистора 11, второй вывод которого соединен с вторыми входами элемента 2ИЛИ-НЕ 5 и элемента 2И-НЕ 4, выход которого через инвертор 3 соединен с R-входом RS-триггера 1, S-вход которого соединен с выходом элемента 2ИЛИ-НЕ 5.

Генератор импульсов работает следующим образом.

После подачи напряжения питания RS-триггер 1 устанавливается в одно из устойчивых положений. Рассмотрим случай, когда на инверсном выходе RS-триггера 1 устанавливается уровень логической "1". При этом на выходе инвертора 2 устанавливается уровень логического "0". Так как конденсаторы 6 и 7 в начальный момент разряжены, то на входы элементов 2И-НЕ 4 и 2ИЛИ-НЕ 5 через резисторы 8 и 11 поступает уровень логической "1". На выходах элементов 2И-НЕ 4 и 2ИЛИ-НЕ 5 устанавливается уровень логического "0", а на R- и S-входах RS-триггера 1 - уровни логической "1" и логического "0", подтверждающие первоначальное состояние RS-триггера 1. Конденсатор 6 начинает заряжаться по цепи "инверсный выход RS-триггера 1, резистор 9, выход инвертора 2". Одновременно конденсатор 7 начинает заряжаться по цепи "инверсный выход RS-тригтера 1, резистор 10, выход инвертора 2". По мере заряда конденсаторов 6 и 7 напряжение на входах элементов 2И-НЕ 4 и 2ИЛИ-НЕ 5 начинает понижаться. Вследствие неидентичности номинальных значений конденсаторов 6, 7 и резисторов 9 и 10, заряд конденсаторов 6 и 7 будет происходить с разной скоростью. Для определенности будем полагать, что постоянная цепи заряда конденсатора 6 меньше постоянной цепи заряда конденсатора 7. Поэтому напряжение на первых входах элементов 2И-НЕ 4 и 2ИЛИ-НЕ 5 достигнет уровня порога переключения раньше, чем на вторых входах. В этот момент на выходе элемента 2И-НЕ 4 установится уровень логической "1", а на выходе элемента 2ИЛИ-НЕ 5 останется уровень логического "0", при этом на обоих входах RS-триггера 1 будут присутствовать уровни логического нуля и триггер будет находиться в режиме хранения информации. При достижении напряжением на вторых входах элементов 2И-НЕ 4 и 2ИЛИ-НЕ 5 уровня порога переключения на выходе последнего установится уровень логической "1", который, поступая на S-вход RS-триггера 1, установит его в единичное состояние. На инверсном выходе RS-триггера 1 появится уровень логического "0" и начнется перезаряд конденсаторов 6 и 7. Так как в начальный момент времени на обоих входах элементов 2И-НЕ 4 и 2ИЛИ-НЕ 5 будет присутствовать уровень логического "0", а на R и S-входы RS-триггера 1 будут соответственно поступать уровни логического "0" и логической "1", то состояние RS-триггера 1 не изменится. По мере перезаряда конденсаторов 6 и 7 напряжение на входах элементов 2И-НЕ 4 и 2ИЛИ-НЕ 5 будет повышаться. Напряжение на первых входах элементов 2И-НЕ 4 и 2ИЛИ-НЕ 5 раньше достигнет уровня порога переключения, однако это не приведет к опрокидыванию RS-тригтера 1, так как на его обоих входах будут уровни логического "0". Когда напряжение на вторых входах элементов 2И-НЕ 4 и 2ИЛИ-НЕ 5 достигнет уровня порога переключения, на выходе элемента 2И-НЕ 4 установится уровень логического "0", а на R-входе RS-триггера 1 уровень логической "1". RS-триггер 1 установится в состояние, соответствующее уровню логической "1" на его инверсном выходе. Далее процесс формирования выходных импульсов повторяется.

В случае отказа (обрыва) одного из конденсаторов повышения частоты генерации выходных импульсов не произойдет, так как из описания работы видно, что частота переключения RS-триггера 1 определяется конденсатором с наибольшей емкостью.

Изготовлен макет генератора. Испытания подтвердили работоспособность заявляемого устройства и его практическую ценность.

Формула изобретения

Генератор импульсов, содержащий RS-триггер, инверсный выход которого соединен с входом инвертора, и конденсатор, отличающийся тем, что введены второй конденсатор, элемент 2И-НЕ, элемент 2ИЛИ-НЕ, второй инвертор и четыре резистора, причем инверсный выход RS-триггера соединен с первыми выводами конденсаторов, второй вывод первого из которых соединен с первыми выводами первого и второго резисторов, второй вывод первого резистора соединен с первыми входами элемента 2И-НЕ и элемента 2ИЛИ-НЕ, второй вывод второго резистора соединен непосредственно с выходом первого инвертора и через третий резистор с вторым выводом второго конденсатора и первым выводом четвертого резистора, второй вывод которого соединен с вторыми входами элемента 2ИЛИ-НЕ и элемента 2И-НЕ, выход которого через второй инвертор соединен с R-входом RS-триггера, S-вход которого соединен с выходом элемента 2ИЛИ-НЕ.

РИСУНКИ

Рисунок 1