Генератор импульсов


H03K3/027 - Импульсная техника (измерение импульсных характеристик G01R; механические счетчики с электрическим входом G06M; устройства для накопления /хранения/ информации вообще G11; устройства хранения и выборки информации в электрических аналоговых запоминающих устройствах G11C 27/02; конструкция переключателей для генерации импульсов путем замыкания и размыкания контактов, например с использованием подвижных магнитов, H01H; статическое преобразование электрической энергии H02M;генерирование колебаний с помощью схем, содержащих активные элементы, работающие в некоммутационном режиме, H03B; импульсная модуляция колебаний синусоидальной формы H03C;H04L ; схемы дискриминаторов с подсчетом импульсов H03D;

Владельцы патента RU 2311730:

Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") (RU)

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано для получения прямоугольных импульсов. Техническим результатом является упрощение генератора и повышение устойчивости его запуска. Генератор импульсов содержит инверторы, резисторы, кварцевый резонатор и конденсатор. Выход одного инвертора соединен с входом второго инвертора, выход которого через последовательно соединенные один резистор и кварцевый резонатор соединен со входом первого инвертора и через другой резистор с его входом. Точка соединения второго резистора и кварцевого резонатора подключена через конденсатор к общему проводу. 1 ил.

 

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано для получения прямоугольных импульсов.

Известен генератор импульсов [1], содержащий три логических элемента, выполненных в виде инверторов, кварцевый резонатор и резистор, причем выход первого инвертора соединен со входом второго инвертора, выход которого соединен непосредственно со входом третьего инвертора и через кварцевый резонатор со входом первого инвертора, выход третьего инвертора через резистор соединен со входом первого инвертора.

Недостатком этого генератора является формирование высокочастотных колебаний при включении питания до момента возбуждения кварцевого резонатора.

Наиболее близким к заявленному является генератор импульсов [2], содержащий три инвертора, один из которых выполнен в виде триггера Шмитта с инверсным выходом, конденсатор, кварцевый резонатор, четыре резистора, включенных определенным образом.

Недостатком данного генератора импульсов является его сложность и неустойчивый запуск при различных напряжениях питания.

Задачей данного изобретения является упрощение генератора и повышение устойчивости его запуска.

Поставленная задача достигается тем, что в генераторе импульсов, содержащем последовательно соединенные первый и второй инверторы, кварцевый резонатор, резисторы и конденсатор, согласно изобретению вход первого инвертора через первый резистор соединен с выходом первого инвертора и входом второго инвертора, выход которого, являющийся выходом устройства, соединен со входом первого инвертора через последовательно соединенные второй резистор и кварцевый резонатор, точка соединения которых подключена через конденсатор к общему проводу.

К существенным признакам предложенного генератора импульсов относится введение RC цепочки, состоящей из резистора 4 и конденсатора 6, включенной последовательно с кварцевым резонатором 5 между выходом второго инвертора 2 и входом первого инвертора 1. При таком включении повышение устойчивости запуска генератора на паспортизованной частоте кварцевого резонатора достигается за счет образованной резистором и конденсатором интегрирующей цепочки, которая обеспечивает плавное изменение тока через кварцевый резонатор при переходном режиме в момент включения электропитания, а в дальнейшей работе оптимизирует фазовые соотношения контура положительной обратной связи генератора на частоте последовательного резонанса кварцевого резонатора.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежом, на котором представлена схема генератора импульсов, содержащего первый инвертор 1, второй инвертор 2, первый резистор 3, второй резистор 4, кварцевый резонатор 5, конденсатор 6.

Выход первого инвертора 1 соединен со входом второго инвертора 2, выход которого через последовательно соединенные второй резистор 4 и кварцевый резонатор 5 соединен со входом первого инвертора 1 и через первый резистор 3 - с его выходом. Точка соединения второго резистора 4 и кварцевого резонатора 5 подключена через конденсатор 6 к общему проводу.

Генератор импульсов работает следующим образом.

При подаче напряжения питания на инверторы 1, 2 за счет первого резистора 3, охватывающего глубокой отрицательной обратной связью по постоянному току инвертор 1, его рабочая точка выводится на линейный участок передаточной характеристики, обеспечивая коэффициент усиления первого инвертора 1 больше единицы.

Наличие последовательно соединенного второго резистора 4 и кварцевого генератора 5, общая точка которых соединена через конденсатор 6 с общим проводом, обеспечивает положительную обратную связь инверторов 1 и 2.

При наличии положительной обратной связи, охватывающей инверторы 1 и 2 через второй резистор 4 и статическую емкость кварцевого резонатора 5, любая флуктуация напряжения на входе инвертора 1 вызывает динамическое лавинообразное изменение напряжения в ту или иную сторону на выходе инвертора 2.

Динамически изменяющееся напряжение на выходе второго инвертора 2 через второй резистор 4 и интегрирующую емкость конденсатора 6 подается на кварцевый резонатор в качестве напряжения возбуждения, тем самым обеспечивая отклик рабочего элемента резонатора в области последовательного резонанса. Это напряжение подается на вход первого инвертора 1 с соответствующим фазовым сдвигом и обеспечивает при наличии общей положительной обратной связи и местной отрицательной режим автоколебания в контуре тракта усиления (инверторы 1 и 2).

Частота колебаний генератора полностью определяется параметрами последовательного резонанса кварцевого резонатора 5, а стабильность колебаний его добротностью и качеством.

На частоте последовательного резонанса кварцевый резонатор 5 обладает низким внутренним сопротивлением, за счет чего второй инвертор 2 через последовательное соединение первого и второго резисторов 3 и 4 также оказывается охваченным глубокой местной отрицательной обратной связью, но по переменному току, что дополнительно линеаризирует его рабочую характеристику.

Таким образом наличие RC цепочки, состоящей из резистора 4 и конденсатора 6, включенной между выходом второго инвертора 2 и кварцевым резонатором 5 в цепи отрицательной обратной связи инверторов, способствует обеспечению мягкого режима возбуждения резонатора, снижая пиковую и среднюю установившуюся мощности, выделяемые на рабочем элементе резонатора, и обеспечивает устойчивый запуск генератора при любом напряжении питания в пределах допустимых значений для инверторов 1 и 2.

Предложенный генератор импульсов был применен в блоке питания гиродвигателя в качестве источника стабильной частоты и показал хорошие эксплуатационные характеристики.

Источники информации

1. Альтшуллер Г.Б. и др. Кварцевые генераторы. Справочное пособие. М.: Радио и связь, 1984 г., стр.63, рис.5.б.

2. Патент РФ 2224355, МПК Н03 К/02, опубликован 20.02.2004 г. (прототип).

Генератор импульсов, содержащий последовательно соединенные первый и второй инверторы, кварцевый резонатор, резистор, конденсатор, отличающийся тем, что вход первого инвертора через первый резистор соединен с выходом первого инвертора и входом второго инвертора, выход которого, являющийся выходом устройства, соединен со входом первого инвертора через последовательно соединенные второй резистор и кварцевый резонатор, точка соединения которых подключена через конденсатор к общему проводу.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике, касается вопросов "медленного" заряда емкостных накопителей электрической энергии от источника переменного тока (ИПТ) ограниченной мощности за много периодов изменения его напряжения.

Изобретение относится к способам и устройствам заряда емкостных накопителей электрической энергии (аккумуляторов, молекулярных и других накопительных конденсаторов), широко используемых в импульсной технике.

Изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано при создании источников питания импульсных ламп оптических квантовых генераторов. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при проектировании источников электропитания импульсных нагрузок с емкостными накопителями энергии.

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использовано в электрофизических установках для получения высоковольтных импульсов напряжения пикосекундной длительности.

Изобретение относится к области высоковольтной импульсной техники и может быть использовано в качестве источника импульсного электропитания различных электрофизических установок.

Изобретение относится к мощным модуляторам, включающим модули генерации импульсов, первичные и вторичные обмотки для использования в радарных устройствах, лазерах, при лечении онкологических заболеваний, СВЧ-нагрев, процессах стерилизации материалов, ускорение частиц (линейный ускоритель), разогрев плазмы для ядерного синтеза, очистки полупроводников и т.п.

Изобретение относится к области автоматики и импульсной техники и может быть использовано для формирования импульсов. .

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

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах генерирования и преобразования частоты импульсных сигналов. .

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в радиоаппаратуре различного назначения. .

Изобретение относится к области электронной техники и может использоваться в пьезорезонансных датчиках. .

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в портативных устройствах с пьезокерамическим излучателем, например в ингаляторах. .

Изобретение относится к области радиотехники и предназначено для получения высокостабильных частотно-модулированных колебаний. .

Изобретение относится к технике генерирования электрических колебаний и может быть использовано в устройствах обработки импульсных сигналов. .

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для использования в качестве высокостабильного источника опорной частоты в составе экономичной малогабаритной радиоэлектронной аппаратуры.

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к кварцевым автогенераторам, предназначенным для генерирования высокостабильных частотно-модулированных колебаний.

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в электронных часах. .

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при построении задающих генераторов радиопередающих устройств
Наверх