Формирователь прямоугольных импульсов

 

Colo3 Сов (72) Авторы изобретения

Ю. Н. Родионов, Ю. А. Алексеев и В. И. Высоков

Особое конструкторское бюро технической кибернетики

Ленинградского политехнического института им. М. И. Калинина (7!) Заявитель (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к рапиоелектронике и может быть использовано в измерительных и вычислительных устрой-. ствах и устройствах автоматики, например, для формирования сигналов управления электронными ключами.

Известен формирователь импульсов, содержащий первый логический инвертор, RC-цепочку, второй логический элемент и RS-триггер. При подаче на

10 вход такого формирователя входного импульса на выходе формируется импульс, который запаздывает на некоторое время задержки (1).

Известен также формирователь им15 пульсов, содержащий инвертор, интегрирующую RS-цепочку, первый и второй RS-триггеры (2 J.

Недостатком таких формирователей является то, что спады импульсов на входе и выходе формирователей образуют во времени точно такую же последовательность, как и фронты, т.е. всегда за перепадом на входе следует соответствующий перепад на выходе. Это сужает функциональные возможности формирователей и область их применения.

Для согласованного управления большими группами электронных ключей и других устройств часто требуется большое число управляющих импульсов, вла-» женных друг в друга.

Характерным признаком таких перекрывающихся импульсов является то, что последовательности во времени их фронтов и спадов взаимно обратны.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей формирователя группы прямоугольных пе- рекрывающихся импульсов путем обеспечения взаимно обратных последовательностей их фронтов и спадов.

Поставленная цепь достигается тем, что в формирователь импульсов, содержащий инвертор,первый и второй К5триггеры, введены конденсаторы, резисторы, диоды и дополнительные RS-тригг геры, причем все триггеры соединены в цепочку, содержащую не менее двух триггеров, так, что прямой выход каждого иэ них соединен через последовательно соединенные первые, резисторы и конденсаторы с S-входом последующего, а инверсный выход — с R-входом предыдущего триггера, S-вход первого и. R-вход последнего триггеров цепочки через параллельно соединенные !

О вторые резисторы и диоды соединены с общей шиной и через третьи конденсаторы — со входом и выходом инвертора соответственно, а остальные установочные входы всех триггеров

15 через параллельно соединенные вторые конденсаторы и диоды соединены с общей шиной.

На фиг. 1 приведена функциональ20 ная схема предлагаемого формировате ля (на четырех RS-триггерах); на

/ фиг. 2 — диаграммы напряжений, пояс.няющие его работу.

Формирователь содержит триггеры 1 — 4 RS-типа, логический инвертор 5, первые 6, вторые 7 и третьи 8 конденсаторы, первые 9 и вторые !О резисторы, пиопы 11 и общую шину 12.

Прямой выход 13 каждого тоиггеря

30 соединен с S-входом 14 последующего триггера, а инверсный выход 15 с

Я-входом 16 предыдущего триггера через последовательно включенные конденсаторы 6 и резисторы 9. Входы 14 и 16 триггеров через конденсаторы 7 55 подключены к общей шине 12. S-вход

17 первого триггера и Я- вход 18 последнего {четвертого) триггера 4 через резисторы 10 подключены к общей шине 12, а через конденсаторы 8 — 40 соответственно.ко входу и выходу инвертора 5. Вход инвертора соединен с общим входом 19 формирователя. Выходы 13 и 15 всех триггеров являются выходами формирователя. Все вхо- 45 ды триггеров через обратно включен1 ные диоды 11 подключены к общей шине 12.

Формирователь работает следующим образом. 50

На вход 19 подается управляющий сигнал в виде перепадов напряжения.

Соотношение между длительностями перепадов может быть произвольным, Логика положительная. 55

Пусть до момента t времени (фиг.2) все триггеры находятся в состоянии логического нуля (низкое напряжение) . 869002 4 на прямом выходе 13 и все переходные процессы практически заканчиваются, при этом благодаря развящивающим конденсаторам 6 и 8 напряжения на всех входах триггеров равны нулю.

В момент t< времени на вход 19 поступает положительный перепад напряжения (фиг.2,кривая 20). Этот пере-. пад через соответствующий конденсатор 8 происходит на S-вход 17 триггера 1 и переворачивает его в состояние логической единицы на выходе 13 (кривая 21). Вследствие дифференцирующего действия цепи, состоящей иэ соответствующих конденсатора 8 и резистора 10, напряжение на S-входе 17 триггера 1 имеет вид короткого положительного всплеска {кривая 22), при котором соответствующий диод 11 закрыт.

Положительный перепад напряжения (кривая 21) на выходе 13 триггера 1 поступает на S-вход 14 последующего. триггера 2 через соответствующие элементы из конденсатора 6, резистора 9, кондесатора 7 и диода 11, которые образуют интегро-дифференцирующую цепь. Вследствие того, что постоянная времени интегрирования

Я9С6 значительно больше постоянной времени дифференцирования Я9С7 {R9 сопротивление резистора 9; С и С вЂ” соответственно емкости конденсаторов б и 7; диод 11 закрыт), напряжение на входе 14 триггера 2 имеет вид пологого положительного всплеска

{кривая 23), амплитуда которого близка к амплитуде перепада на выходе 13 триггера 1. В момент t< это напряжение достигает порога срабатывания триггера 2 по его S-входу 14 и триггер устанавливается в состояние логической единицы на его. выходе !3 (кривая 24). Таким образом, триггер 2 устанавливается в состояние логической единицы после триггера 1 с задержкой й2,!.

Аналогичным образом триггер 3 устанавливается в состояние логической единицы после триггера 2 с задержкой

t -t (кривые 25 и 26), а триггер 4— после тирггера 3 с задержкой t -t > (кривые 27 и 28).

Отрицательные перепады напряжения, возникающие в момент t на выходе инвертора 5 и в моменты с2 t3 t4 на инверсных выходах триггеров 2,3 и

4, не влияют на работу формирователя, так как Й-входы соответствующих триг69002 6

ы- :широких пределах изменять число импульсов в группе, При двух триггерах число импульсов минимально и равно двум, Время задержки фронтов и спадов импульсов легко регулируется в широких пределах из-за наличия специальных функциональных злементов— резисторов 9 и конденсаторов 7, Все выходные,импульсы парафазны, так как

10 могут быть сняты одновременно с обоих плеч триггеров.

Использование предлагаемого устройства существенно расширяет функциональные возможности формирователя и

15 область его применения, а также ведет к повышению надежности аппаратуры, в которой использован формирователь.

Формула изобретения

5 8 геров в эти моменты шунтируются откр вающимися диодами 11.

После приктического окончания переходных процессов (кривые 22, 23, -25, 27) в момент t на вход 19 поступает отрицательный перепад напряжения (кривая 20), а на выходе инвертора появляется положительный перепад напряжения, Этот перепад через соответствующий конденсатор 8 проходит, дифференцируясь, на R-вход 18 триггера 4 (в состав цепи дифференцирования входит соответствующий резистор 10). Напряжение на R-входе 18 имеет вид короткого положительного всплеска (кривая 29), при котором соответствующий диод 11 закрыт. Этот импульс устанавливает триггер 4 в состояние логического нуля на выходе 13 (кривая 28) и логической единицы на инверсном выходе 15, положи тельный перепад напряжения с котороа га поступает íà R-вход 16 предьщущего триггера 3 через соответствующие элементы из конденсатора 6, резистора 9,конденсатора 7 и диода 11,которые образуют интегро-дифференцирующую цепь- Напряжение на входе 16 триггера 3 достигает порога срабатывания триггера в момент t (кривая 30) и триггер устанавливается в состояние логического нуля на выходе 13 (кривая 26), Таким образом, триггер 3 устанавливается в состояние логического нуля после триггера 4 с задерж °

Аналогичным образом триггер 2 устанавливается в состояние логического нуля после триггера 3 с задержкой

-t (кривые 31 и 24), а триггер 1 после триггера 2 с задержкой t -t (кривые 32 и 21).

В результате на выходах 13 триггеров 1-4 формируется группа прямоугольных перекрывающихся импульсов (кривые 21, 24, 26, 28 ), фронты и спады которых образуют взаимно обратные последовательности во времени.

Временные диаграммы этой группы импульсов имеют вид усеченной пирамиды, обращенной вершиной вниз.

Изменяя количество триггеров (а

I также количество соответствующих им конденсаторов и резисторов) можно в

Формирователь прямоугольных импульсов, содержащий инвертор, первый и второй RS-триггеры, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены конденсаторы, резисторы, диоды и дополнительные RS-триггеры, причем ace триггеры соединены в цепочку, содержащую не мение двух триггеров, так, что прямой выход каждого из них соединен через последовательно соединенные первые резисторы и

1 конденсаторы с S-входом последующе35 го, а инверсный выход — с Я входом предыдущего. триггера, S-вход первого и R-вход последнеГо триггеров цепочки через параллельно соединенные вто40 рые резисторы и диоды соединены с общей шиной и через третьи конденсаторы — со входом и выходом инвертора соответственно, а остальные установочные входы всех триггеров через

45 параллельно соединенные вторые конденсаторы и диоды соединены с общей шиной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гутников П. С. Интегральная

50 электроника в измерительных приборах. "Энергия", 1974 с. 105

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 329663, кл. H 03 К 5/04, 13.07.74

869002

23

26

28

Составитель С. Агеев

Редактор Л. Пчелинская Техоеп И,Рейвес Корректор Н. Степ, Заказ 8354/83 Тираж 991 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва И-35д Рабская наб.д д. 4/5

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