Формирователь импульсов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ 788360

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 08,01,79 (21) 2709425/18-21 с присоединением заявки М— (23) Приоритет— (51)М. Кл.

H 03 К 5/01

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 151280 Бюллетень N946 (5Ç) УДК 621. 373 (088.8) Дата опубликования описания 151280 (72) Авторы изобретения

Э. М. Сосин, А. С. Малахов и Р. А. Горба Ь" 1

I Jg (71) Заявитель (54 ) (10рмиРОВАтель импульсОВ

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в синхронизаторах цифровых устройств, построенных на элементах транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ), а так- э же в импульсных устройствах, предназначенных для измерения временных интервалов, особенно в тех случаях, когда требуется высокая стабильность фазы импульсов и высокая надежность.

Такое формирование необходимо в тех случаях, когда исходный сигнал синхронизации имеет вид синусоиды и не может быть непосредственно использован для синхронизации цифровых уст- 15 ройств.

Известен формирователь импульсов, содержащий источник синусоидального напряжения, подключенный через разделйтельный конденсатор к аноду дио- 20 да и первому резистору. Катод диода подключен к корпусу, а второй вывод первого резистора к затвору полевого транзистора и через второй резистор к корпусу. Исток и подложка полевого транзистора подключены к корпусу, а сток к первому входу TTJI-схемы. Таким образом, согласование генератора синусоидальных колебаний с формирующей ТТЛ-схемой происходит с помощью 30 полевого транзистора, а на выходе формирующей ТТЛ-схемы будут сформированы прямоугольные импульсы. Скважность выходных импульсов (отношение периода следования к длительности сигнала логической единицы), а также их фаза зависят от амплитуды синусоидального напряжения, напряжения источника питания, характеристик диода, полевого транзистора и ТТЛ-схемы. В ряде случаев (синхронизации цифровых устройств) важно, чтобы скважность импульсов была равна двум, а стабильность фазы как можно более высокой)11 .

Недостатками известного формирователя являются низкая стабильность фазы и скважности выходных импульсов.

Кроме того, при уменьшении амплитуды или исчезновении входного синусоидального напряжения формирующая ТТЛ-схема может оказаться в запрещенном сос- тоянии, когда входное напряжение длительное время находится в зоне порога срабатывания, а выходной каскад работает в линейном режиме. При этом происходит перегрузка выходных цепей

ТТЛ-схемы. Уменьшение амплитуды синусоидального напряжения приводит также к искажению формы и изменению фазы выходных импульсов, что мо>нет при7883бО вести к сбоям в работе цифровых устройств, использующих выходной сигнал формирователя импульсов.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является формирователь импульсов, содержащий формирующий элемент ТТЛ логики, первый вход которого подключен.к шине входного сигнала, а второй вход к прямому выходу триггера, конденсатор и резистор, подключенный к источнику напряжения(2J.

Недостатки известного формирователя заключаются в том, что он не обеспечивает надежного согласования синусоидальных колебаний с формирующей ТТЛ-схемой, а также низкая ста- 15 бильность фазы импульсной последовательности.

Цель изобретения — повышение стабильности фазы выходной импульсной последовательности при однонремен- 20 ном расширении функциональных возмож-. ностей.

Поставленная цель достигается тем, что в формирователь импульсов, содержащий резистор, конденсатор, RS-spar- 5 гер и формирующий ТТЛ-элемент, один вход которого соединен с прямым выходом RS-триггера, введены дополнительные два резистора, конденсатор и эмиттерный повторитель, при этом второй вход формирующего ТТЛ-элемента подключен через конденсатор к шине синусоидального напряжения, через один дополнительный резистор с шиной напряжения смещения, через резистор с шиной отрицательного напряжения, непосредственно к базе эьжттерного повторителя, эмиттер которого подключен к общей шине через второй дополнительный резистор и конденсатор, соединенные параллельно, и к R-входу RS-триг- 40 гера, 5-вход которого соединен .с шиной начальной установки.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема формирователя импульсов; на фиг. 2 — нре "ленные диаграммы, поясняющие его работу.

Формирователь импульсов содержит разделительный конденсатор 1, формирующий ТТЛ-элемент 2, шину 3 напряжения смещения, равного падению напряжения на двух прямосмещенных р-и-переходах. При этом первый вход формирующего ТТЛ-элемента 2 подключен через разделительный конденсатор 1 к шине 4 синусоидального напряжения, через первый резистор 5 к шине 3 напряжения смещения, через второй резистор б к шине отрицательного напряжения, эмиттерный повторитель 7, база которого через разделительный конденсатор 1 подключена к 49 шине 4 синусаидального напряжения, эмнттер которого к соединенным параллельно третьему резистору 8 и накопительному конденсатору 9 с другой стороны подсоединенных к общей шине, а также к R-входу RS триггера 10, собранного на ТТЛ-элементах с открытым коллекторным выходом. S-вход

RS-триггера 10 служит для начальной

era установки, Я вЂ” выход для индикации неисправности и осуществления защиты формирующего ТТЛ-элемента по второму входу от запрещенного режима.

На временной диаграмме работы формирователя сигнал 11 — на шине 4 синусоидального напряжения, 12 — на первом входе формирующего элемента 2, 13 — на шине 3 смещения, 14 — íà Rвходе RS триггера 10; 15 — на выходе формирующего ТТЛ-элемента 2.

Формирователь импульсов работает следующим образом.

Выходное напряжение на шине 3 смещения равно падению напряжения на двух прямосмещенных р-и-переходах и при надлежащем выборе типа диода бли з ко к пороговому н апряжению формирующего ТТЛ-элемента 2.

Это напряжение поступает на первый вход ТТЛ-элемента 2 через резистор 5, а резистор б обеспечивает точное равенство постоянной составляющей напряжения на первом входе формирующего ТТЛ-элемента 2 ее пороговому напряжению. Если подать си нусоидал ьное напряжение через разделительный конденсатор 1 на гервый вход формирующего ТТЛ-элемента 2, то положительные и отри цат ел ьные полу вол ны о кажутся расположенными симметрично относительно порога срабатывания, что и обес печи вает получение на выходе импульсной последовательности со скважностью, равной двум.

Следовательно, форма выходных импульсов формирователя не зависит от амплитуды входного напряжения, если крутизна активного участка ТТЛ-схемы бесконечна. Для реальных схем, например для интегральных микросхем серии 133, такая независимость выполняется при амплитудах входного сигнала больше 0,5 В.

Если входной сигнал имеет меньшую амплитуду, то скнажность выходных импульсон отклоняется от двух, а фаза становится нестабильной.

Формирующий ТТЛ-элемент 2 может оказаться в запрещенном режиме, когда входное напряжение близко к порогу срабатывания, а выходной каскад находится длительное время в линейном режиме. В тех случаях, когда выходные импульсы используются для синхронизации ответственных узлов цифровой аппаратуры (синхронизация линий передачи данных, измерений нременных интервалов и т.п.), важно индицировать ситуацию, когда параметры синхросигналов уже не гарантированы. Эту информацию можно использовать, например для включения резервного источника импульсов синхронизации. Для этой цели напряжение с первого входа фор788360 мирующего ТТЛ-элемента 2 поступает на вход эмиттерного повторителя 7, а с его выхода íà R-вход RS-триггера 10.

В эмиттерной цепи повторителя 7 происходит пиковое детектирование.

На R-вход RS-триггера 10 поступает постоянное напряжение, величина которого меньше максимального значения напряжения на первом входе формирующего ТТЛ-элемента 2 на величину падения напряжения на переходе база-эмитгер эмиттерного повторителя 7. t0

Уменьшение амплитуды синусоидального входного напряжения до величины, меньшей падения напряжения на переходе база-эмиттер, приводит к переключению RS-триггера 10 в нулевое 15 состояние, на Я -выходе RS-триггера

10, втором входе формирующего ТТЛ-. элемента 2 и на шине индикации неисправности появляется уровень логического нуля, что приводит к отклю- щ чению формирующего ТТЛ-элемента от входного сигнала. Появление уровней логического нуля на шине индикации неисправности может быть использовано для включения резервного источни- ка синхросигналов. ТТЛ-элементы RS— триггера 10 должны иметь открытый коллекторный выход с тем, чтобы линейный режим был для них незапрещенным. Начальная установка RS — триггера 10 производится подачей отрицатель-ЗО ного импульса на его 5-вход.

Использование напряжения смещения, ра=.íîãî порогу срабатывания формирующего ТТЛ-элемента, позволяет снизить нестабильность фазы импульсов до + 2pc, 35 от момента переключения формирующего

ТТЛ-элемента относительно нулевого уровня входного синусоидального напряжения, что в три раза меньше, чем в известном формирователе. д

Г

I !

1

Формирование сигнала индикации. неисправности позволяет уверенно отключать формирующий элемент при уменьшении амплитуды синусоидального напряжения до 0,6 В и может быть использовано для включения резерва.

Формула изобретения

Формирователь импульсов, содержащий резистор, конденсатор, RS-триггер и формирующий ТТЛ-элемент, один вход которого соединен с прямым выходом RS-триггера, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения стабильности фазы выходной импульсной последовательности при одновременном расширении функциональных возможностей, в него введены дополнительные два резистора, конденсатор и эмиттерный повторитель, при этом второй вход формирующего ТТЛ-элемента подключен через конденсатор к шине синусоидального напряжения, через один дополнительный резистор с шиной напряжения смещения, через резистор с шиной отрицательного напряжения, непосредственно к базе эмиттерного повторителя, .эмиттер которого подключен к общей шине через второй дополнительный резистор и конденсатор, соединенные параллельно, и к R-входу

RS-триггера, S-вход которого соединен с шиной начальной установки.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Кий, Грэхэм. Использование полевого транзистора для согласования генератора с ТТЛ-схемой. — "Электроника", М., "Мир", 1969, Р 4, с. 38.

2 . Авторское свидет ел ьст во СССР

18. 11. 75. юЫе а т навесе|

7883бО

Составитель М.Леонова

Техред Е. Гаврнлешко Корректор О. Ковинская

Редактор М.Ткач

Заказ

Филиал IIIII "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

8377/69 .Тираж 995 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5