Многофазный мультивибратор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 748808

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 05.06.78 (21) 2623370/18-21 с присоединением заявки Мо— (23) Приоритет

Опубликовано 1507.80. Бюллетень М 26

Дата опубликования описания 150 780 (53)M. Кд.

Н 03 К 3/262

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 621.373.52 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В. Н. Семенычев и М. В. Неручева (71) Заявитель (54) МНОГОФАЗНЫЙ МУЛЬ1 ИВИБРА10Р 1

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

Известны мультивибраторы на потек- 5 циальных логических элементах на основе RS-триггеров, содержащие два триггера, выполненные на логических элементах И-НЕ, времязадающий конденсатор, два диода, катоды которых 10 соединены с выходами первого триггера, при этом выходы второго триггера подсоединены к соответствующим входам первого (1).

Это устройство обладает недостаточной стабильностью длительности формируемых импульсов, невозможностью получения независимой, плавной электронной регулировки длительности генерируемых импульсов. 20

Известны многофазные,мультивибраторы, содержащие четырехвходовые логические элементы И-НЕ, образующие триггерные структуры (2) .

Недостаток устройства — невозмож- 25 ность получения плавной электронной, независимой регулировки длительности генерируемых импульсов.

Цель изобретения — получение плавной электронной, независимой регулиров 0 ки длительности генерируемых импульсов каждой из фаз .

Поставленная цель достигается тем, что в многофазный мультивибратор, содержащий И четырехвходовых логических элементов И-НЕ, .из которых каждый предыдущий с каждым последующим образуют триггерные структуры, первый вход каждого из четырехвходовых логических элементов И-НЕ через последовательно соединенные диод и времязадающий конденсатор соединены с третьим входом того же элемента, каждый из диодов подключен катодом к соответствующему первому входу четырехвходового логического элемента

И-НЕ, введены дополнительный диод, дополнительные двухвходовые логические элементы И-НЕ и регисторы, причем четвертые входы четырехвходовых логических элементов И-HE объединены и подключены к входному зажиму, выход первого четырехвходового элемента И-НЕ подключен к второму, входу

N-гб, а выход N-ro к первому входу первого, первый вход каждого иэ дополнительных элементов И-HE соединен с точкой соединения соответствующего времяэадающего. конденсатора и анода диода, второй - c катодом того же

748808 диода, а выход .- с третьим входом соответствующего четырехвходового логического элемента И-HE и через соответствующие резисторы с шинами источников управляющих напряжений, причем первый вход первого дополнительного логического элемента И-НЕ через дополнительный диод соединен с входом

Йногофазногор льтивибратора,; при этом диод к входу подключен, катодом.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого многофазного мультивибрато- 1О ра на фиг. 2 - тоже, логического элемента И-НЕ с открытым коллекторным выходом; на фиг. 3 †. диаграммы напряжений в различных точках устройства.

Многофазный мультивибратор содер- 1f жит четырехвходовые логические элементы 1»3 И-HE,f двухвходовые логические элементы 4-6 И-НЕ с открытым коллекторным выходом, диоды 7-10, конденсаторы 11-13, Резисторы 14-16. Четырех- 2О входовые Логические элементы 1-3

И-НЕ включены последовательно с образованием триггерных структур мужду соседними элементами и замкнуты в кольцо, 9.е. элементы 1 и 2, 2 и 3, 3 и 1

И-НЕ соединены перекрестно (выход предыдущего элемента соединен со входом последующего, а выход последующего элемента соединен со входом предыдущего). Выходы логических элементов 4-6 И-НЕ соединены с установочными входами триггерных структур (со „ входами логических элементов 1-3

И-НЕ). Между выходом и первым входом каждого из логических элементов 4-6

И-BE включены времязадающие конденсаторы 11-13, причем выходы логических элементов 4-6 И-НЕ через резисторы

14-16 подключены k источникам управляющих напряжений БЛ вЂ” U . Первые входы каждого из логических элементо 4(4-6 И-HE!÷åðåç диоды 7-9 соединены ос вторыми входами тех же логических элементов и с выходами,соответству- ющих логических элементов 1-3 И вЂ” НЕ.

Четвертые входы логических элементов

1-3 И-НЕ объединены и подключены к входному зажиму 17, который через диод 10, катодом подключенный к входному зажиму 17, подключен к первому входу логического элемента 4 И-НЕ.

Мультивибратор работае - следующим образом.

В исходном состоянии на входном зажиме 17 низкий уровень логической 0 (фиг. 3 о, интервал времени

t — 1„) . На выходе логического элемента 4 И-НЕ .устанавливается потенциал источника уйравляющего напряжения

U4 при этом конденсатор 11 заряжен, до потенциала источника управляющего ф{) напряжения. На выходах логических элементов 5, 6 И-НŠ— низкии уровень логического 0 (фиг. 3, 8, интервал ty -. t4), конденсаторы 12, 13 разряжены, на выходах логических эле- 5 менгов 2, 3 И-HE — высокий уровень логической 1 .

При подаче на входной зажим 17 импульса уровня логической 1 триггерная структура, образованная логическими элементами 1, 2 И-НЕ переводится в нулевое состояние, при этом на выходе логического элемента 1 И-НЕ устанавливается уровень логического 0 (фиг. 3 в момент времени t ), информируется передний фронт выходного импульса первой фазы мультивибратора. Конденсатор при этом разряжается через входную и выходную цепь логического элемента 4 И-НЕ, который при этом оказывается охвачен глубокой отрицательной обратной связью через конденсатор 11, вследствие чего по линейному закону убывает напряжение

1а выходе логического элемента 4

-НЕ (фиг. 3 б, интервал времени л

t ) . В этот же интервал времени конденсатор 12 заряжается через резистор

15 до потенциала источника, управляющего напряжения U, при этом на выходе Логического элемента 5 И-НЕ устанавливается потенциал источника управляющего напряжения U> (фиг. 3 интервал времени t л — t ) .

Уровень логического 0 на выходе логического элемента 1 И-НЕ сохраняется до тех пор, пока напряжение на выходе логического элемента 4 И-HE в результате разряда кбнденсатора 11 не уменьшится до напряжения запирания логического элемента 1 И-НЕ. Как только логический элемент 1 И-НЕ начнет запираться, замыкается положительная обратная связь с его выхода на вход логического элемента 2 И-НЕ, в результате чего на выходе логического элемента 2 И-НЕ скачком устанавливается уровень логического 0 (фиг,3 ф, момент времени t<). Этим заканчивается формирование выходного импульса первой фазы мультивибратора и начинается формирование выходного импульса второй фазы мультивибратора. После установления на выходе логического элемента 1 И-НЕ уровня логической 1 запирается диод 8, открывается логический элемент 5 И-НЕ, после чего начинается разряд времязадающего конденсатора 12, напряжение на выходе логического элемента 5 И-НЕ за счет действия отрицательной обратной связи через конденсатор 12 убывает по линейному закону (фиг. 31. интервал времени t< — t ). Когда напряжение на выходе логического элемента 5 И-НЕ уменьшится до напряжения запирания логического элемента 2 И-НЕ, напряжение на его выходе начинает возрастать, (фиг. Зо, момент времени t>), что приводит к понижению потенциала на выходе логического элемента 3 И-НЕ, что в свою очередь приводит к,скачкообразному переключению триггерной структуры, образованной логически748808 ми элементами 2, 3 И-НЕ, Этим заканчивается формирование выходного импульса второй фазы мультивибратора (импульса уровня логического 0 на выходе логического элемента 2 И-НЕ).

Аналогично формируются выходные 5 импульсы остальных фаз мультивибратора.

Таким образом, при уровне логической l на выходном зажиме 17 на выходах логических элементов 1-3

И-НЕ поочередно формируются импульсы уровня логического 0, причем после окончания импульса на выходе . логического элемента 3 И-НЕ начинает формироваться импульс на выходе . логического элемента 1 И-НЕ, т.е. в кольце из последовательно соединенных логических элементов 1-3 И-НЕ непрерывно циркулирует импульсный сиг- нал, причем длительность импульса каждой из фаз мультивибратора определяется как величиной времязадающего конденсатора соответствующей фазы, так и величиной соответствующего управляющего напряжения.

Путем изменения потенциалов источ- 25 ников управляющих напряжений можно в широких пределах изменять длительность выходных импульсов, причем увеличение управляющего напряжения приводит к увеличению длительности: ЗО импульса соответствующей фазы. Это обусловлено тем, что скорость разряда времязадающих конденсаторов 11-13 постоянна и следовательно, при большом заряде на конденсаторе разряд бу- 35 дет продолжаться дольше.

Поскольку начальные фазы импульсов с выходов мультивибратора жестко связаны с фазой запускающих импульсов на входном зажиме 17, мультивибратор мо- 4Q жет быть использован как многофазный радиоимпульсный умножитель частоты.

Подключение входного зажима 17 к четвертым входам логических элементов 13 И-НЕ позволяет импульсом уровня ло- 4g гического 0,поданным на входной зажим 17, срывать формирование выходных импульсов в любой из фаз мультивибратора, т. е. мультивибратор обладает малым временем восстановления! исходного состояния и может быть использован как многопороговый селектор импульсов на частоте следования, при этом пороговое значение частоты определяется по наибольшему номеру фа- зы мультивибратора, на выходе которой 5 еще продолжают формироваться выходные импульсы в паузах между двумя . входными импульсами.

Предлагаемый мультивибратор обла- 60 дает большей стабильностью длительности формируемых импульсов по сравнению с прототипом, так как связь выхода каждого двухвходового логичес- кого элемента 4-6 И-НЕ с его входом 5 через соответствующий конденсатор 1113 приводит к образованию глубокой отрицательной обратной связи, которая стабилизирует время разряда каждого времязадающего конденсатора, и, следовательно, длительность формируемых импульсов.

При выполнении предлагаемого многофазного мультивибратора на потенциальных логических элементах 133 серии;изменение,управляющего напряжения от 2В до 5В приводит к увеличению длительности генерируемых импульсов в 6-3 раз (от 1 мкс до 8 мкс при

С = 1100 ), при этом длительность генерируемых импульсов изменяется прямо пропорционально управляющему напряжению.

Предлагаемый мультивибратор может быть легко реализован в виде. единой интегральной схемы.

Формула изобретения

Многофазный мультивибратор, содержащий N четырехвходовых логических элементов И-НЕ, из которых каждый предыдущий с каждым последующим образуют триггерные структуры, первый вход каждого из четырехвходовых логических элементов И-HE через последовательно соединенные диод и времязадающий конденсатор соединены с третьим входом того же элемента, каждый из диодов подключен катодом к соответствующему первому входу четырехвходового. логического элемента И-НЕ, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью получения плавной электронной, независимой регулировки длительности генерируемых импульсов на каждом из выходов. в него введены дополнительный диод, дополнительные двухвходовые логические элементы И-HE и резисторы

Г

I причем четвертые входы четырехвходовых логических элементов И-НЕ объединены и подключены к входному зажиму, выход первого четырехвходового элемента И-НЕ подключен к второму входу Nro, а выход N-го к первому входу первого, первый вход каждого из дополнительных элементов И-НЕ соединен с точкой соединения соответствующего времязадающего конденсатора и анода диода, второй - с катодом того же диода, а выход — с третьим входом соответствующего четырехвходового логического элемента И-НЕ и через резисторы с шинами источников управляющих напряжений, причем первый вход первого до-. полнительного логического элемента

И-НЕ через дополнительный диод соединен с входом многофазного мульти748808

Составитель В. Бугрова

Техред М.Келемеш Корректор H. Григорук

Редактор М.Келемеш

Заказ 4383/21 Тираж 995 Подписное

ЦНИИПИ; Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

1 вибратора, при этом диод к входу подключен катодом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство CCCP

9 473282, кл. Н 03 К 3/281, 22.06.73.

2. Авторское свидетельство СССР

ho заявке Р 24б8378, кл. Н 03 К 3/282, 1977. и фиаЮ