Формирователь импульсов

 

СПИСАИY.Е

ИЗОБРЕ»ЕЦ ИЯ

< и731567 Союз Соаатскик

Социалистическиa республик

1 !

К АВТОРСКОМУ СБИДЕ7ЕЛЬО ВУ

I ! (61) Дополнительное к ивт, свил-ву(22) Заявлено 20.12.77 (2{ ) 2561626/2.8-21 (5I)Vi, Кл, с прксоедккеикси заявки М ««

Н 03 l(Ы0 » йсулкрсткемь4 коккит ссср

ra делан изобретений к открытий (23) Приоритет

Опубликована;.1Д,0. 80. Бктллетень Ье Зс7

Дата опубликования описании 3 РЯК80

1, И ) УД К 62 1,27 4. .2(088.8) 1 K), Ф. Бондаренко и Н, Я. т{есврук (72) Aвторы кэобретекия

/

J ю !

»

I (7I) Заявитель (54} ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОН

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах дискретной автоматики и радио- локационной техники.

Известен формирователь импульсов, содержащий BS -триггер., выполненный

HG элементах транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ), времязадаюитую цепь, состоящую из конденсатора и диода,элемент

И-HE (ьентиль) подключенный выходом к одному из установочных входов Й5 -триггера, второй вход которого соединен с ис. точником входных импульсов, а входом -

1 к конденсатору времязодаюшей цепи, два,. влеметтга И-НЕ со свободным коллектором, т% при этом свободный коллектор одного из них связан со входом вентиля, а вход « с выходом упомянутого триггера, свободный коллектор второго элемента И- lE под29 ключеи к месту соединении конденсатора н диода времттзодоюшей цепи, иодкл»очениюго анодом к Об»цен шико» а вход к вы ходу вентиля 1 °

Недостатком такого формирователя ипляетсл то, что при конструировании родиоелектронных устройств на осйово элементной базы ТТЛ формирование импульсно относительно больших длительностей предполагает использование конденсаторов большой емкостт. (обычно элокттюлитических), что уже, сомо по сабо исключает возможность выработки высокоточных и высокостабнльньтх временных интервалов.

Большое отрицательное влияние но временные параметры формируемых импульсов оказывает невысокая крутизна нарастания напряжения на времязодаюшем коидоисоторо в момент достижения им порога срабатывания вентиля. Кроме того, при розридо через насыщенный выходной троизистор вентиля времязодоющего конденсатора большой емкости ток разряда может и несколько роз превышать допустимый ток 1игрузки для донного тило вентиля, что уменьшает надежность устройство.

Известны также формирооотшш с бсльшой длительность о выходного импульса

3, 73 церв11й иэ иих содержит цпл двухвходовых логических эпомонта ТТЛ И-11Б и времязадаю1ную йС-цепь, выход которой подкп1Очен через истоковый псвторитепь к од«ому нэ вхслов вонтипн, второй вход котороге СООДННОН С ИстОЧННКОМ CHl-1!лл .. *Т»-рой содержит R5 -триггер, вьнтоьч1енный ил логических &l!GMO1i Toõ ТТЛ-НЕ> lIH<)k)K3рок11ирующую КС-цепь, выход которой под кпючоц к установочным входам упомянутого триггера, к единичному «непосредственно, к нулевому - через двухвходсвой логический элемент И-НЕ, между вторым

- входом которого н обшей шиной включен цоневой трапэистОр! затвс зсм ПОдссоди

HQ«1o и выходу времяэадающей цепи, состоящей из конденсатора, свнзанного че реэ вентиль с единичнь!м выходом тригге ра, и времнэадающвго резистора, зашунти ров а иного диодам! KQ Родом пОдкпюченнсгО к пспож итепьной шине питания Pg и Ц

Недостатком таких формирователей яв

1507

Наибспео близким техническим ре11!еннем по отношеничс к предлагаемому устройству нвпяется формирователь импульсов, содержащий два транзистора р-о-рн и-р-т типа проводнмостей, причем емиттор р-и-г а раааа аас а 2р(! СОРЯННОН С ПОЙОЖ11ТЕаа1>!!Ь1М

Га О! Юа- С М Н С Тс Ч Н а Х а П 1! ТЛ Н Н на К О а а а 1Е K Ò Of) электрически соединен с базой р-D-p транзиСтора, а база чороз перв!1й резистор л соединена с коллектором f1-р-N трапзистора, являющегося выходом формировлтопн, и,череэ второй резистор с попсжитольным полюсом истсчHHKQ питания! прн этОм эмит тер 1а-p fl TpQHQHctopA СОединон с Общой

JS шиной, а коппектср через врвмязадлю111ую цепь электрически соединен с базой f I).

НедссTатком этого формирователя является флюктуацин длительности импульсов, которая происходит как Jlo причине умень20 шения скорости изменения экспоне1щнапьного напряжения на времяэадающем конденса торе вбпиэи порога отпирания ключевого пяется низкая точность формирования заданной длитепьностп выходных импупьсов в условиях воздействия дестабипнэнрующ11х факторов, что обьнсинется не только уменьшением скорости нарастания экспоненциального напряжения на времнэадающем конденсаторе вблизи порога перекпюченнн ключевого транзистора, но и бопьщим разбросом пороговых напряжений переключения ключевых транзисторов от экземп11яра,к экземпляру.

Применение в .таких формирователях по левых транзисторов в качестве кспсчввых опементов времязадающ!ес цепей позволяет устранить недостаток формироватепей на элементной базе ТТЛ, связанный с необ- ходимостью .испопьзоввкия эиектрспитичес-, кнх конденсаторов. Однако прн нзгстсвпеHHl! УКаэаННЫХ фОРМИРОВатЕЛЕЙ а. ВНТЕ1ральном испол!!енин испапьзование пспевьис транзисторов вызывает трудности технопогического порядка, так как в этом случае возникает несбходнмость в совмещении !

""!ЙП с бипопнрными структурами. При этом гпавная трудность заключается в на рушенни стабильности окисла под затвором 1 "!ЙП-структур прн проведепии высока температурных операций диффузии.

Таким обрезом, прн разработке высокоэффективкых интегральных формирователей больших длнтепьностеР характер!иующихся повышенными точностью и с;абипь ностьк1! необходимо искпючить необходи» мость в применении эпектрслитнческнх конденсаторов и палев!.!х тра!!-!патеров, как эпемектов врвмязедаю11!Нх HQr!QA. транзистора, так и из-oQ дрейфа этого порога.

23

Цепь изобретения - павы!пения,стабильности длительности импупьсов, Поставленная цепь достигаотсн том, что в известном формирователе импупьсов, содержащем два транзистора р-A-p u A-p-A типа проводимостей, причем эмиттер р-и-р транзистора соединен с попожнтепьпым IIO»

° пюсом источника питания, коллектор электрически соединен с базой 6-р-п,транэ -с-: тора, а база через первый резистор ссединенас коллектором 6-p-A" транзистора, не пяющегося выходом формирователя, и через второй резистор с положительным. попюсом источника питания, при етом эмиттер !

1-растра!!энстора соединен с общей шиной, Q коллектор через времязадающую цепь

° электрически соединен с базой, допсип1и тспь!!О введены логический элемент 2И HllH-НаБ, корректирующая времязадаюи1ая цепь,!1-p-n транзистор и диод, причем выход погпческого эпеме!1та 2И-2ИаЛИ»

HE соединен со входами корректирующой и времяэадаю1цой.uei!ek; выходы которых через два индивидуапьных н юдин общий резисторы соединены с пслсжитель11ым попюсом источника питания, прн этом выход корректирующей времнэалающей цепи соединен с анодом диода, катод которого сс0динен с обшей шиной источника питания, а выход времязадаю1цей цепи соединен с ксцпектсрсм и эмиттером дспжшитепьнсгс

П-р а ТрЛНЗНСТОра баэа КОтсрОГО ЧЕрад разиатср соединена с коллектором p-rI- -р

Трааа!ЭНСТора, КОЛЛЕК Ор ТрЛ11ЭИСТСро 1 -р-д

731 56,7 6 переход база-амиттер транзистора 2. При этом на входах логического эдеме«то 6 действуют погичоские кули и устройство находится в устойчивол< (ждуп..ел<) состоянии.

У

Посгупщпппй но вход поп<я<ес1:о;о ."пемента 2И-2ИЛИ-HE 6, положительный им-пульс переводит устройство в квазлустоГ<чпвоо состояние, характеризуол<оо у, о< пп« ми погичоскогo пупа пл выходв г >гического элемента 6 н логической единицы па выходе формирователя.

Посв е с р а ба ть< в а и < < я и ог ичес ко го пи <1 мента 2И-2ИЛИ-HE его выходной транзистор открывается и ко«деHc0торы 7 и 5 и ремязадя ющнх цО пе и начинают и врез арп» жаться по цепям: обпщя шипа, виутреппее сопротивление источника пита««я, резисторы 10, 11, 12, Когда напряжение па времяэадающем конденсагоре 5 прсг ыс«г порог открывания транзистора 2 последний вследствие регенеративного пгоцесса открывается, также открывается и тропзистор 1. При атом формирование «мпупь» са заканчивается. Со второго охода логического элемента 2И-2ИЛИ-ИЕ 6 эапрот в в«де положитепьного выходного уровня напряжения снимао гся. Устройство готово к поспедующому запуску.

Повышение точности формируемой дпитепьпости в устройстве достигнуто при заданном папряжеиип п«тл«ия путел< включения допшшитопь«ой корректирующей цели

7 состоящей из конденсатора 7 и резистора 11. связанной с времнэадающей цепью 5 состоящей из копдопсатора 5 и розистора 10, общим резистором 12.

Анализ работы формирователя показывает, что при выполнении усповия (5Д " CZ(R32+ A<1), типа проводимости соединен с первыми входами логического элемента 2И-2ИЛИНЕ, вторые входы которого явпяются входами формирователя, На чертежо приведена яри<щиппапы<ая схема формирователя.

Формироватодь нмпупьсов содержит два тргн<зистора р-й-р 1 и и-р-и 2 типа про° водимости, и ричом эл<иттер, р -n- p трапl0 эистора 1 соединен с попожитопьпым полюсом источника питания, коллектор алектрнчески соединен с базой и-р-и транзистора 2, а база через первый резистор 3 соединено с коллектором т)-р-тз;тра«зистоpQ 1, явпяюп1егося выходом формироватедя, и через второй резистор 4 с положитель<<ым пспюсом источн1<ко пита <<илр при атом эмиттер ь-р-A транзистора 2 соеди20 иен с общей шиной, а коллектор через времязадающую цепь 5 электрически соединен с базой, дополпительно введенные погический элемект 2И-2ИЛИ HE 6, корректирующая времязадаюшая цепь 7,<Ъ-р-г тран- зистор 8 и диод 9, соединены следующим образом: выход логического элемента 2И»

-2HJIH-HE 6, со входами корректирующей

7 и времяэадаю<пей 5 цепей, выходы которых через два,индивидуальных и один общий резисторы 10, 11 и 12 соединеньыг . с положительным полюсом источника питания, при етом выход корректирующей времяэадаюшей цепи 7 соединен с анодом диода 9, катод которого соединен с общей шиной источника питания, а выход время-..

33 задаю<пей цепи 5 соединен с коллектором и емиттером дополнительного й-р-A тран«

-зистора 8, база которого чореэ резистор

13 соединена с коллектором р-г -р транзистора 1, коллектор транзистора 2 >- p-a типа проводимости соединен с первыми входами логического элемента 2И-2ИЛИНЕ 6, вторые входы которого явпяются входами формирователя.

Формирователь импульсов работает спедуюшим образом.

Прн подаче напряжения от источника пита«ия +E транзисторы 1 и 2 в резупьтате регенератив«ого процесса (аналог«ч«ого происходящему при насыщении тра«эисторного эквивалента двухбаэового диода), про исходящего при этом, скачком переходят в устойчивое насыщенное состояние. Конде«саторы вромпзадающих ценой 7 и 5 быстро заряжаются практически до уровня напряжения источ нико пита ния по . цепям;

+E низкоомный выход транэ«стора погического элемента 2И-2ИЛИ-HE 6, диод 9 и изменение напряжения во времени па конденсаторе 5 может быть представпепо в виде ряда без четных членов где А Е А " Л о д. " С5 %б Э З)(СЬ 810)

Спедоватепь«о, улучшение лине йпостп изменения напряжения на врсмязадп<ощсл< конденсаторе получено за счет устранения из разпожап«я квадратичного чаеi

Полагая изме«сп<ио «опр«жени«ио премяэада<ошем ко<ще«саторе 5 линейной функгде

Цз сравнен}}я формулы 2 с величиной лог рощ ности Л» — обычной к-С-цепи пи-

+ L3

Ф таемой обы тным напряжением, видно, что применение корректирую}пей цепи 7 снижа»1© ег nol-pettlrtoc длительности формируемых импульсов в ЪЧ/t. раэ.

Таким Образом, предложенное техническое рецтоние позволяет, иэготови ь в ниса тегратп.пом исполнении высокоаффоктивиоо устройство с повышенной точностью. форМ И Р ОВ Е} Н НЯ И П ОВ|этитЕ> ННО Й С таб И ЛЬ } }ОС ТЬЮ зада шой длительности выходных импульсов пвн отност}тельно малой велнчнпе ем

> зо кости времяэадг ющого кондецсатора.

Формировател характернзуетстт следу ющими положитео ными свойствами: мал,IM временем восстановления (за счет заряда времязадающего конденсатора 5 и кондонсатора корректирующей цепи 7 от: 35 носительно малой ем}-ости через низкоox I,Ie цепи ; раси}ирепным диапазоном дл«тельностей входных импульсов и Отсуз

cTDIIoM вттиянття на длительность выходных

40 импульсов, длительности входных импульсон (эа счет элпнранип устройства о вто рому входу логического элемента 2И-2ИЛИ-HE на время действия формируемого импульса); одной полярностью вход. ного ч выходного импульсов.

Кромо того. при изготовлении предложенного формирователя в вттегральттом ис полнении аозт необходимости (иэ-эа отсутствия канальной структуры) услоинять техно>логи}о пронэводства за сче г увеличе» ния количества технологических Операций. цией }}ромвни, допускается погрешность, величина которого равна .

) и

/ Я"ура ) странение влияния гока ) О транзио тора 2 база когорого связана с времязада тощим кО нденсатОрОм 5 у на флюк туа>ти ю

}}лите льносттт tt}opE+zrрpуемьтх имиу/т}ьсов до стнгнуто эа счет органиэации встречнсго протекания раж=;ого ему по величине тако" го же тока дополнительного транзистора

13, Формула нзобротепии

Формирователь импульсов, содержащий два транзистора р-A"ð It n-p-fl TztfIA про водимостей, причем амиттор р-о-р тра!<эистора соединен с т}оложи отп ным Itor!«}O}>!ii Р>» Р> »»»>К>ъ »> ° > >»> ° ч(:ки со>==:!}} "!н}н с (азой Ii - p - l \ тра}!О}:= г;,-* ра} а Q}ul} ч ".}>1>з пер>зы Й розt» тop соелн" нона с коллектором д-р- vl тр!}нзситоро, являющегося выходом формирователя, и через второй резистор с поло итель}}им поиюсом источника питания, при атом

ымиттер а- р - и транзистора соодинен с общей шиной, а коллектор через времязадающю цель ел!Октрнчески соединен с са--вой,отличающийся тем,что,, с цегью noBI IIIения стао}}льпости длительности импульсов, в формирователь дополлнтет}ъ!}О} введены логический елемепт 2И.--2ИЛИ-НЕ, корректирующая вромязадаю пая цепь, zzr.— р-I-I транзистор и диод, при-. чем выход логического элемента 2И-2ИЛ}

HE соединен со входами «орроктирую!лой и времязадакхлей нолей, выходы которых через два индивидуалыцтх и одни общий ,резисторы соединены с положительным полюсом источника питания, при атом выход корректирующей вромязалаюшей цели соединен с анодом диода, катод которого соединен с общей ш}}ной,источ}}ика питания, а выход времязадающей це|ти соединен с коллектором и вмиттером дополнительного и-р-г} траттзистора, база которого через резистор соединена с коллоктором р«п-р транзистора, коллектор транзистора }i-p- гт типа про}}однмости соединен с первыми вхоиами лог}}}еского аломента 2И-2ИЛИ-НЕ, вторые входы которого являются входами форм}}ровт}толя.

Источники информации, принятые во вт иман}}о нри вкспсртнзо

1, Авторское свидетельство СССР

34 403899, err. Н 03 К 3/284, 17. 07.77.

2. "Приборы и техника эксперимента, М 4, 1073, с, 13, рнс. 18., 3. Авторское свидотольство СССР

М 306686, кл, Н 03 К 3/284, 29.04,71.

4i К аррол Джв ПолупроВОдниковыо сх6 мы для новой тех}и}ки, М.} Мт}р», 1064, с. 117, Составитегь В, Казаков

Редактор С. Патрушева Техред Л. 1Ценанская Корректор Г. Решетник

Заказ 3610 Тираж 995 Подл ис нов

UHHHIlH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035» Москва, Ж35, Раушская иаб„д. 4/5 ч илиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Hpoerтнс-:я, 4