Расширитель прямоугольных импульсов

 

ОП ИСАHHE

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

384489

Союз Соеетскик

Социалистическик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 22.1Ч.1971 (№ 1648724. 26-9) М. Кл. Н 03k 5 01 с присоединением заявки чс

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Приоритет

Опубликовано 23.Ч.1973. Бюллетень ¹ 24

Дата опубликования описания 6.ЧШ.1973

УДК 621.374.387(088.8) Авторы изобретения

Г. Л. Рубинштейн и В. С. Томашевский

Заявитель

РАСШИРИТЕЛЬ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано для расширения длительности прямоугольных импульсов на стабильную величину.

Известны расширители прямоугольных импульсов, содержащие накопительный конденсатор, разрядный резистор.

С целью повышения входного сопротивления и стабильности приращения длительности импульса расширителя в предлагаемый расширитель дополнительно введены два элемента «И вЂ” HF» и конденсатор. Выход первого элемента «И вЂ” НЕ» соединен с входом второго элемента «И вЂ” НЕ» и с одним выводом дополнительного конденсатора. Второй вывод конденсатора соединен с входом первого элемента «И вЂ” HE», разрядным резистором и через накопительный конденсатор с выходом второго элемента «И вЂ” HE». Второй вывод резистора соединен с общей шиной.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема расширителя; на фиг. 2, a — e — диаграммы напряжений в различных точках схемы; на фиг. 3 — развернутая схема расширителя, выполненная на элементах «Логика»

1Л Б212.

Схема содержит элементы «И — НЕ» 1 и 2, накопительный конденсатор 3, дополнительный конденсатор 4, разрядный резистор 5 (позицией 6 обозначен вход, позицией 7 — выход).

На фиг. 2 введены следующие обозначения: а — импульс на входе 6; б — импульс на выходе элемента 1; в — импульс на выходе элемента 2; г — напряжение на конденсаторе 4

s (относительно резистора 5); д — напряжение на конденсаторе 8 (относительно резистора 5); е — напряжение на резисторе 5.

Расширитель прямоугольных импульсов со10 бран па двух логических многовходовых элементах «И — IIE». Выход элемента 1 соединен с входом элемента 2 и с одним выводом дополнительного конденсатора 4. Второй вывод дополнительного конденсатора соединен с вхо15 дом элемента 1, разрядным резистором 5 и накопительным конденсатором 3. Второй вывод разрядного резистора соединен с общей шиной (корпусом), а второй вывод накопительного конденсатора соединен с выходом 7

20 расширителя.

В исходном состоянии элемент 1 открыт, и на его выходе устанавливается напряжение, близкое к нулю, которое обеспечивает закрытое состояние элемента 2. На выходе элемен25 та 2 устанавливастся напряжение, примерно равное напряжению источника питания.

Открытое состояние элемента 1 обеспечивается сравнительно большим значением сопротивления резистора 5 и подачей высокого по30 тенциала на вход 6.

384189

Сп С

"q — Йвых, С„+С

Конденсатор 3 заряжен до напряжения, примерно равного

Uco — (= с.макс, Unop, где U — напряжение на конденсаторе 3;

Uc,макс напряжение, равное MBKcHMBJlbному значению выходного напряжения элемента 2;

U ð, — напряжение отпирания элемента 1.

Конденсатор 4 заряжен до напряжения 1с.д,о — 1иор, 1мии, > где Uo „, — напряжение на конденсаторе 4;

U„„„, — напряжение, равное минимальному значению выходного напряжения элемента 1.

B момент 4 отрицательный запускающий импульс, поступающий на ьход б, закрывает элемент 1. На выходе элемента 1 устанавливается максимальное напряжение, которое открывает элемент 2. На выходе элемен "à 2 устанавливается низкии уровень напряжения

Ум,„, . В результате переключения конденсатор 4 через малое выходное сопротивление элемента 1 подключается к источнику питания.

Конденсатор 3 через малое сопротивление открытого элемента 2 подключается к корпусу. Происходит перезаряд конденсаторов 3 и

4 с постоянной времени где С вЂ” величина емкости конденсатора 3,;

Сд — величина емкости конденсатора 4;

R,.„., — выходное сопротивление элемента 1.

Через время t=3r> перезаряд конденсаторов д и 4 заканчивается, при этом максимальное напряжение на ьыходе элемента 1 Uo „„„ разделится между конденсаторами 3 и 4 обратно пропорционально величинам их емкостей.

При длительности входного импульса т(8т после перезаряда конденсаторов 3 и 4 элемент

1 остается в закрытом состоянии. Закрытое состояние элемента 1 обеспечивается наличием на его входе низкого потенциала входного импульса, и на выходе элемента 1 удерживается высокий потенциал, обеспечивающий открытое состояние элемента 2. Конденсатор 3 начинает разряжаться через резистор 5 и нижний открытый транзистор элемента 2 (фиг. 3).

Такое состояние схемы поддерживается до окончания действия входного импульса (ti).

Как только действие входного импульса заканчивается, конденсатор 3 начинает дозаряжаться от источника питания через цепи элемента 1 до тех пор, пока в момент t> не достигнет величины UÄÄÄp, .

При выполнении условия Uo)Уи„р, открывается элемент 1, потенциал его выхода стремится понизиться. Конденсатор 4 начнет разряжаться через транзистопы элементов 1 и 2

65 (фиг. 3). При этом элемент 1 находится в открытом состоянии, но не насыщается, так как находится в активной области и является по существу стаоилизатором тока.

В результате происходит линейный разряд конденсатора 4, и Iio линейному закону уоывает напряжение на выходе элемента i. тот процесс продолжается до тех пор, пока в момент t3 это напряжение не спадает до напряжения запирания элемента 2. Как только элемент 2 начнет запираться замыкаются положительная обратная связь с его выхода на вход элемента 1 через конденсатор 3, и элементы 1 и 2 скачкообразно переходят соответственно в открытое и закрытое состояние.

На этом процессе формирования добавки заканчивается.

В результате на выходе элемента 2 выделится отрицательныи импульс от момента подачи входного импульса lo до момента запирания элемента 2 (га), т. е. выделится импульс, длительность которого равна сумме входного импульса и добавки, ооусловленной переходными процессами.

Llo окончании формирования импульса наступает процесс восстановления, при котором конденсаторы 3 и 4 должны восстановить заряды, которые существовали в исходном состоянии. 1-1а этом цикл работы заканчивается.

Для полу.чения высокои стабильности длительности приращения импульса необходимо соотношение конденсаторов 3 и 4 выбрать таким, чтобы за время деиствия входного сигна»а потенциал на конденсаторе 3 был близким

Uoop> °

Высокая стабильность длительности импульса обусловлена полным разрядом конденсатора 4 (напряжения между обкладками O), линейным характером разряда конденсатора 4 и наличием сложных инверторов на выходе элементов 1 и 2.

Полный перезаряд конденсатора 4 обеспечивается подключением его между диодными входами элементов 1 и 2. Так как применяемые элементы одного класса и их пороговые значения примерно равны, напряжение на обкладках конденсатора 4 в момент срабатывания элемента 2 4 О.

Полный разряд конденсатора 4 исключает влияние изменения напряжения источника питания на момент срабатывания элемента 2, так как при фиксированной постоянной времени разряда конденсатора 4 момент срабатывания элемента 2 зависит только от постоянной времени разряда и не зависит от начального заряда.

Линейный разряд конденсатора 4 обеспечивает стабильность постоянной времени разряда, и, следовательно, стабильность момента закрывания элемента 2. Наличие на выходе элементов 1 и 2 сложных инверторов обеспечивает линейный перезаряд конденсаторов 3 и 4.

В качестве элементов 1 и 2 взяты элементы

«Логика» 1ЛБ212. Величина резистора 5—

384189

Фиг.7

10 ком, емкость конденсатора 3 -0,01— — 0,015 мкф. Приращение длительности импульса не превышает 50 иксек при входном сигнале 15 — 50 мксек. Стабильность приращения длительности импульса при одновременном изменении питающего напряжения на

>10 и изменении температуры окружающей среды от — 10 до +60 С составляет 1,5 — 2%.

Предмет изобретения

Расширитель прямоугольных импульсов, содержащий накопительный конденсатор, разрядный резистор, от,гичающийся тем, что, с целью повышения входного сопротивления и стабильности приращения длительности, в него дополнительно введены два элемента «И—

НЕ» и конденсатор, причем выход первого элемента «И вЂ” НЕ» соединен с входом второго элемента «И вЂ” НЕ» и с одним выводом дополнительного конденсатора, второй вывод которого соединен с входом первого элемента

10 «И — HE», резистором, второй вывод которого соединен с общей шиной, и соединен через накопительный конденсатор с выходом второго элемента «И вЂ” НЕ».

384189

Составитель Ю. Еркин

Техред Л. Грачева

Корректор Н. Аук

Редактор Е. Караулова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2183j16 Изд. Хе 1594 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 45