Резервированный мультивибратор

 

© П И А Н И Е (п)892753

ИЗОБРЕТЕИ ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 09. 04. 80 (21) 2908383/18-21 (51 ) Q (л. с присоединением заявки J4Н 05 К 10/00 еударстмнкьй квинтет

СССР ао двлаи нзабретеннй

Il открытий (28) Приоритет

Опубликовано 23. 12.81. Бюллетень .%47 (53) УДК 621.374 (088.8) Дата опубликования описания 25. 12.81 (72) Авторы изобретения

В. А. Конофьев, B. К. Лой и В. Я. Лаго (71) Заявитель (54) РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ ИУЛЬТИВИБРАТОР

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при построении устройств высокой надежности.

Известен резервированный мультивибратор, содержащий дублированные мультивибраторы с жесткой синхронизацией между ними, в котором переход в одно состояние квазиравновесия осуществляется при разряде двух или трех конденсаторов из четырех, а в другое - при разряде одного из двух 1 .

В известном устройстве устранена возможность взаимной синхронизации на высшей частоте только для одного из плеч ° .

Недостатком устройства является также то, что прл уменьшении емкости одного из конденсаторов (Cl или С4) устройство генерирует частоту, один из полупериодов которой определяется данным неисправным конденсатором.

Кроме того, при изменении напряжения питания происходит значительное изменение частоты и мощности на нагрузке.

Известен также резервированный мультивибратор, содержащий три сим" метричных мультивибратора, каждый из которых выполнен на двух транзисторах и двух мажоритарных элементах, В устройстве три мультивибратора переходят из одного состояния квазиравновесия в другое после разряда двух из трех цепочек конденсаторов, т.е. синхронизация осуществляется на частоте мультивибратора, соответствующей заданной мажоритарной функции 21 .

Недостатками этого устройства являются значительное изменение мощности на нагрузке при изменении напряжения питания, большое количество активных элементов и значительное энергопотреблен м, так как функции генерирования импульсов выполняются одними активными элементами, а функ892753 ции мажоритарной обработки сигналов реализуются другими элементами.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является резервированный мультивибратор, содержащий три симметричных мультивибратора, каждое плечо первого и третьего мультивибратора содержит транзистор, базовая цепь которого подключена через время задающий резистор к первой шине питания и к первой обкладке времязадаюцего конденсатора, вторая обкладка конденсатора соединена с коллектором транзистора противоположного плеча и через коллекторный резистор с той же шиной питания, каждое плечо второго мультивибратора содержит два транзистора, коллектор одного транзистора соединен с эмиттером трэн- 20 зистора первого мультивибратора, эмиттер соединен со второй шиной источника питания, эмиттер другого транзистора соединен с коллектором

- транзистора третьего мультивибрато- 2s ра, базовые цепи обоих транзисторов подключены через времязадаюцие резисторы к первой шине питания и к первым обкладкам времязадающих конденсаторов, вторь>е обкладки конденсаторов зо соединены с коллекторами транзисторов противо. :оложного плеча, коллекторные резисторы левого плеча включены па" раллельно, все времязадающие конденсаторы состоят из двух последователь" но включенных конденсаторов, эмиттер транзистора первого мультивибратора через диод соединен с эмиттером транзистора второго мультивибратора (3) .

46

Недостатками данного устройства являются: значительное уменьшение амплитуды импульсов (до > В), уменьшение скважности импульсов (в 1,7 раза) и увеличение частоть> импульсов (E> 5

45 раз) при неисправности типа "короткое замыканием база-коллекторного перехода транзистора. Это происходит за счет образования цепи, шунтирующей нагрузку: закороченный база-коллекторный переход транзистора, диод, база-эмиттерный переход транзистора; большой уход скважности и частоты при неисправностях типа "короткое замыкание" база-коллекторного перехода или коллектор-эмиттер транзистора (скважность увеличивается в 3,3, раза,) а частота увеличивается в 2,3 раза), увеличение частоты до 28/ и увеличение скважности до 30 при неисправностях типа "короткое замыкание" цепи коллектор-эмиттер транзистора или база-эмиттерного >ерехода транзистора; изменение мощности на нагрузке до 4li при изменении напряжения питания с 23 до 32 В (относи» те,пьно мощности при номинальном напря>кении); сложность прЬверки отсут ствия короткого замыкания одного из двух последовательно включенных кон денсаторов при периодических проверках устройства.

Цель изобретения - повышение стабильности параметров.

Для достижения указанной цели в резервированный мультивибратор, содержащий три мультивибратора, каждое плесцо первого и третьего мультивибратора содержит транзистор, базовая цепь которого подключена через времязадающий резистор к первой шине питания и к первой обкладке времязадающего конденсатора, вторая обкладка конденсатора соединена с коллектором транзистора противоположного плеча и через коллекторный резистор с той же шиной питания, каждое плечо второго мультивибратора содержит два транзистора, коллектор одного транзистора соединен с эмиттером транзистора первого мультивибратора, эмиттер соединен со второй шиной источника питания, эмиттер другого транзистора соединен.с коллектором транзистора третьего мультивибратора, базовые цепи обоих транзисторов подключены через времязадающие резисторы к первой шине питания и к первым обкладкам времязадающих конденсаторов, вторые обкладки конденсаторов соединены с коллекторами транзисторов противоположного плеча, коллекторные резисторы левого плеча включены параллельно, введены в каждое плечо по два дополнительных транзистора и ограничивающие резисторы, в правое плечо три дополнительных времязадающих резистора и конденсатора, и три стабилитрона с токозадающими резисторами, в левом плече коллектор первого до; злнительного транзистора третьего мультивибратора соединен через коллекторный резистор с первой шиной источника питания, с коллекторами транзисторов первого и второго мультивибраторов и с выходной шиной устройства, эмиттер его соединен с коллектором второго дополнительного трназистора

892753 . Ь ладки конденсаторов 13-18 через резисторы 37-42 и 22-27 соединены соответственно с базами транзисторов 11, 4, 7, 12, 3 и 8 и с катодами стабилитронов 43-45, катоды стабилитронов

43-45 через резисторы 52-54 соединены соответственно с коллекторами тран- зисторов 11, 7 и 3, шина 56 соединена с эмиттерами транзисторов 6, 1Е 10, 2, 4, 12 и 8, коллекторы которых соединены соответственно с эмиттерами транзисторов 1, 5, 9, 11, 7 и 3.

Резервированный мультивибратор работает следующим образом.

1% Предположим, что в одном из состояний квазиравновесия устройства открыты транзисторы 1, 6, 5, 10, 9 и 2 левого плеча и конденсаторы

)3-18 разряжаются через резисторы 2220 27 и открытые транзисторы 1, 6, 5, 10, 9 и 2 а конденсаторы 19-21 за) ряжаются соответственно через резисторы 52-54, 31-36 и база-эмиттерные переходы транзисторов 1,6, 5, 10, 9 и 2. При разряде не менее четырех конденсаторов 13-18 из шести, транзисторы 1, 6, 5, 10, 9 и 2 закрываются, а транзисторы 11, 4, 7, 12, 3 и 8 открываются и нагрузочные

36 резисторы 52-54 подключаются к шине

56, а конденсаторы 19-21 получают возможность разряжаться. Мгновенно развивается лавинообразный процесс и мультивибратор опрокидывается в другое состояние квазиравновесия, в котором работает аналогично. При этом три мультивибратора оказываются жестко синхронизированными на часто.,те, соответствующей мажоритарной функ40 ции "два иэ трех".

При изменении напряжения питания мультивибратора, напряжение питания коллекторных и базовых цепей транэис" торов правого плеча не изменяется

4s за счет применения стабилитронов 43"

45. Длительность периода колебаний т= )„+ g

Для приближенных расчетов и в условиях малого изменения рабочих тем50 ператур длительность полупериодов определяется по формулам первого мультивибратора, эмиттер которого соединен со второй шиной источника питания, базы транзисторов левого плеча первого, второго и третьего мультивибраторов через ограничивающие резисторы соответственно попарно соединены между собой и подсоединены к первым обкладкам соответствующих времязадающих конденсаторов,в правом плече коллектор первого дополнительного транзистора третьего мультивибратора соединен через коллекторный резистор с первой шиной питания, эмиттер его соединен с коллектором второго дополнительного транзистора первого мультивибратора, эмиттер которого соединен с второй шиной источника питания, базы транзисторов правого плеча через ограничивающие резисторы подсоединены к соответствующим первым выводам времязадающих резисторов и к первым обкладкам времязадающих конденсаторов, вторые обкладки конденсаторов соединены между собой и с выходной шиной устройства, катод каждого из стабилитронов соединен через коллекторный резистор с коллектором соответствующего транзистора правого плеча, через токоэадающий резистор с первой шиной источника питания и через времязадающие и ограничиваюцие резисторы с базами соответствуюцих двух транзисторов правого плеча, аноды соединены со второй шиной источника пита. ния.

На чертеже приведена принципиаль" ная электрическая схема резервированного мультивибратора.

Резервированный мультивибратор содержит три мультивибратора соответственно на двух парах транзисторов 1, 2 и 3 -6 и 7 — 10 и 11 и 12, времязадающие конденсаторы 13-21 и резисторы

22-30, ограничивающие резисторы 3142, стабилитроны 43-45, резисторы

46-48, коллекторные резисторы 49-54, первую и вторую шины 55 и 56 источника питания и элемент 57 нагрузки, причем шина 55 через резисторы 2836 соединена соответственно с базами транзисторов ), 2, 5, 6, 9 и 10, через резисторы 46-48 соответственно с катодами стабилитронов 43-45, через резисторы 49-51 с коллекторами транзисторов 1, 5 и 9, которые объединены и подключены к первым обкладкам конденсаторов 13-18, вторые обкгде С„) - величина емкости. одного из равных между собой конденсаторов 13-18;, 892753

Формула изобретения

Резервированный мультивибратор, содержащий три мультивибратора, каждое

45 плечо первого и третьего мультивибратора содержит транзистор, базовая цепь которого подключена через времязадающий резистор к первой шиив питания и к первой обкладке времязадающего конденсатора, вторая обкладка конденсатора соединена с коллектором транзистора противоположного плеча и через коллекторный, резистор с той же шиной питания, каждое плечо второго мультивибратора содержит два транзистора, коллектор одного транзистора соединен с эмиттером транQBq - величина сопротивления одного иэ равных между собой резисторов 22-27;

С - величина емкости одного из равных между собой конденсаторов 19-2I;

Щ - величина сопротивления одного из равных между собой резисторов 28-30;

Е, - величина напряжения пита- 1О ния;

Е „- величина стабилизированного напряжения на стабилитронах

43-45.

Так как мощность на элементе 57 нагрузки выделяется когда закрыты транзисторы левого плеча, а открыты транзисторы правого плеча, т.е, во время Т,, то при изменении напряжения питания она меняется незначитель- 20 но (увеличение напрянения питания компенсируется уменьшением полупериода

Т2, уменьшенив напряжения питания компенсируется увеличением полупериода T ), При выходе из строя одного иэ эле- 2s ментов работоспособность устройства не нарушается.

Изобретение обеспечивает уменьшение погрешности устройства при выходе из строя одного из элементов (изме- зв нение частоты меньше или равно 43, мощность на нагрузке не изменяется), повышение стабильности мощности на нагрузке при изменении напряжения питания изменение мощности на нагрузке меньше или равно 25Ц и упрощение проверки работоспособности устройства при периодических перепроверках (за счет исключения последовательно включенных конденсаторов).

40 зистора первого мультивибратора, эмиттер соединен со второй шиной источника питания, эмиттер другого транзистора соединен с коллектором транзис" тора третьего мультивибратора, базовые цепи обоих транзисторов подключены через времязадающие резисторы к первой шине питания и к первым обкладкам времязадающих конденсаторов, вторые обкладки конденсаторов соединены с коллекторами транзисторов противоположного плеча, коллекторные резисторы левого плеча включены параллельно, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности, параметров, в него введены в каждое плечо по два дополнительных транзистора и ограничивающие резисторы, в правое плечо - три дополнительных времязадающих резистора и конденсатора, и три стабилитрона с токозадающими резисторами, в левом плече коллектор первого дополнительного транзистора третьего мультивибратора соединен через коллекторный резистор в первой шиной источника питания, с коллекторами транзисторов первого и второго мультивибраторов и с выходной шиной устройства, эмиттер его соединен с коллектором второго дополнительного транзистора первого мультивибратора, эмиттер которого соединен со второй шиной источника питания, базы транзисторов левого плеча первого,второго и третьего мультивибраторов через ограничивающие резисторы соответственно попарно соединены между собой и подсоединены к первым обкладкам соответствующих времязадающих конденсаторов, в правом плече коллектор первого дополнительного транзистора третьего мультивибратора соединен через коллекторный резистор с первой шиной питания, эмиттер его соединен с коллектором второго дополнительного транзистора первого мультивибратора, эмиттер которого соединен с второй шиной источника питания, базы транзисторов правого плеча через ограничивающие резисторы подсоединены к соответствующим первым выводам времязадающих резисторов и к первым обкладкам времязадающих конденсаторов, вторые обкладки конденсаторов соединены между собой и с выходной шиной устройства, катод каждого из стабилитронов соединен через коллекторный резистор с коллектором соответствующего транзистора правого плеча, через токозадающий резистор с .первой шиной источника питания и через вре-, мязадающие. и ограничивающие резисторы с базами соответствующих двух транзисторов правого плеча, аноды соединены со второй шиной источника питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

892753 l0

Авторское свидетельство СССР

И 383203, кл. Н 03 К 3/26; 11.04.71.

2. Авторское свидетельство СССР

8 395968, кл. Н 03 К 3/281, 24.02.71.

3. Авторское свидетельство СССР

И 649130; кл. Н 03 К 3/28, 1977(npo" тотип).