Импульсный генератор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26. 08. 81 (21) 3331070/19-21 (%1) М. Кл. с присоединением заявки Н9 (23) Приоритет

Н,03 К 3/281

Государственный комитет

: ссср но делам изобретений и открытий

Опубликовано 300183. бюллетень Но 4

Дата опублниования описания;. 300183

f33} УДК 621 ° 373 (088.8) (71) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ ГЕНЕРАТОР

Устройство относится к импульсной технике и может использоваться"для формирования высокостабильных интервалов времени в аппаратуре автоматики, телемеханики и вйчислительной техники.

Известен импульсный генератор, содержащий операционный усилитель, вы" ход которого через врвмязадающую

RC-цепь и цепь резистивного делителя напряжения соединен с общей шиной питания, а входы — с выходами упомя- нутых цепей 11) .

Недостатком данного генератора является малая стабильность периода, узкий частотный диапазон н функциональные воэможностй, в частности отсутствие дискретной регулировки периI ода.

Наиболее близким и предлагаемому является импульсный генератор, содержащий компаратор, первый ннвертор, времязадающую ВС-цепь., делитель напряжения, входы компаратора подключены соответственно к средним точкам времязадавщей ВС-цепи и делителя напряжения, вход первого инвертора подкл» чен к выходу компаратора (2j.

Недостатком известного генератора является низкая стабильность периода следования импульсов, узкий диапазон частот, отсутствие возможности дискретного изменения периода следования импульсов при сохранении их скважности.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем стабилизации периода, расширение диапазона генерируемых частот в область низких частот.

Укаэанная цель достигается за счет того, что в- генератор, содержащий управляющую шину, компаратор, первый инвертор, времязадающую

RC-цепь, делитель напряжения, входы компаратора подключены соответственно к средним точкам времяэадающвй

RC-цепи и делителя напряжения, вход первого инвертора подключен к выходу компаратора, введены второй инвертор и логический элемент И, вход второго инвертора и один вход логического элемента И подключены к выходу первого инвертора, выход второго нн25 .Вертора соединен с выходом логиче кого элемента И и с выходом первого инвертора соответственно через времязадающую RC-цепь н делитель »»а»»ряжения, а второй вход логического зле" мента И подключен к управляющей шине, 993439 входе компаратора 1 достигает значения V„„ . Напряжение на конденсаторе

4 в этот момент равно (Ч„„ -Vsax, ), а на выходе компаратора 1 устанавливается напряжение логического 0 .

5 На выходах инверторов 8 и 9 соотввт;ственно устанавливаются потенциалы

;Ч ы зи Чз,„ . С этого момента времени, напряжейие на делителе 5 равно

l (Ч -V>»>), а напряжение на неин10 вертирующем входе компаратора 1 рав- но

1 о ) у ъ чьь 9 Мьихе) 9

R где щ =--Я.

Напряжение на врвмязадающей RC-цв- Е =1/ пи 2 становится равным зю sbIxq "sblx(0 и конденсатор 4 начинает разряжаться

20 через резистор 3 до тех пор, когда напряжение на инвертирующем входе компаратора 1 достигнет значения Я

Напряжение на конденсаторе 4 в этот о момент равно (Ч„, -Ue„,„„), 25

На выходе компаратора 1 устанавливается напряжение логической 1, а на выходах инверторов 8 и 9 напряжение логического, 0 (V ж ) и лоЗО гичвской 1 (Ч, ) соответственно. После этого начйнается заряд конденсатора 4, и далев процессы будут повторяться.

Таким образом, в установившемся режиме конденсатор 4 заряжается чеЕ рез резистор 3 от напряжения о

СО И ЬЫМ р до напряжения

Чсо д =Чил 4 »4о

40 и затем разряжается через резистор

3 от напряжения Vc „ до напряжения

Ч, соответственно йод воздействием напряжений Eэ< и Еэ„

Время заряда „ и разряда р,, конденсатора 4 определяется из выраже45 ний дд,-cco эм ссц

Ою - . р и

" Е . "со,)о и ььи вью / ЬыХВ

R где ти,,= з — дл.

R . R - сопротивления резистор ров 6 и 7 делителя 5 на» пряжения.

Напряжение на врвмязадающвй RC-цепи 2 равно т(@

4„=, )ч„, ЬО

На фиг. 1 изображена электрическая схема импульсного генвратора на фиг. 2 — эпюры напряжений, иллюстри-. рующие переходные процессы в устройстве., Генератор содержит компаратор 1, например интегральный компаратор на основе дифференциального усилителя, времязадающую RC-цепь. 2, состоящую из резистора 3 и конденсатора 4, делитель 5 напряжения на резисторах

6 и 7, первый инвертор 8, второй инвертор 9, логический элемент И 10, управляющую шину 11. Инвертирующий и неинвертирующий входы компаратора подключены соответственно к выходу времязадающвй RC-цепи 2 и к выходу делителя 5 напряжения. Вход первого

ынвертора 8 подключен к выходу К0М» паратора 1. Вход второго инвертора

9 и один из входов логического.элемента И 10 подключены к выходу первого инввртора 8. Выход второго инвертора 9 соединен с выходом элемента И 10 и первого инвертора 8 соответственно через времязадающую

RC-цепь. 2 и делитель 5 напряжения, второй вход логического элемента Й подключен к управляющей шике 11.

Генератор работает следующим образом.

Предположим, что в момент включения напряжения питания на управляющей шине 11 установлено напряжение, соответствующее логическому О, а конденсатор 4 разряжен. Тогда на выходе логического элемента И 10 так же установится уровень логического 0 (V+»x„ ). Ha выходе компаратора 1 устанавливается потенциал логической 1, так как напряжение на его неинввртирующем входе больше, чем на инвертирующем. На выходах инверторов 8 и 9 устанавливаются соответственно уровни логического, 0 (Че

Найряжение на делителе 5 напряжец ниЯ Равно (ЧЗ» -Vnbe()) . На нвинввРткрующвм входе компаратора 1"устано" вится напряжение

Под воздействием этого напряжения через резистор 3 заряжается конденсатор 4, заряд которого заканчивается, когда напряжение на инвертирующвм

R — сопротивление резистора 3

С вЂ” емкость конденсатора 4.

При равенстве логических уровней напряжений на выходах инверторов и логического элемента И ь,„: р„= все„,, а период = Ср = „= р,= 1йЩ „

«М

Если на управляющий вход генератора подать высокий уровень напряжения, например в момент времени, показанный на фиг. 2, состояние логического элемента И 10 изменяется после того, как на выходе первого инвертора 8 также установится уровень логической 1 .

993439

С укаэанного момента времени на выходе логического злемейеа И 10 установится уровень логической 1 (V}}},}}! ), а на выходе второго инвертора 9 — уровень логического 0

} !о ! 1 (Ч8 < ) . Напряжение на делителе 5 5

Ьыхе равно (V}}},}}(-Чо}, ), и на неинвертирующем входе компаратора 1 установится напряжение V}}.

Напряжения на времязадающей ВС- цепи 2 в этом случае равно . !О о

Е; г1=Чьвя}1о Ve! i«}} и направлено встречно напряжению на .конденсаторе,, . Напряжение на инвертирующем входе комйаратора боль-, ше, чем на неинвертируюцем входе и равно (VC +V ). Состояние компа-! Ола ьы}! ратора 1 и соответственно инверторов 8 и 9, элемента.10 не изменится до тех пор, пока это напряжение не уменьшится до величины Чн . Напряжение на конденсаторе 4 в этот момент станет равным сог <з«<Ч "ьо} )

В этот же момент времени компарат р о 25

1 и инверторы .8 и 9 изменят свое состояние на противоположное.

Напряжение на делителе 5 напряже,ния в этом случае равно (V}I}„„ э }„

»Ч ) и на неинвертирующем входе компарато- 30 ра 1 установится напряжение Ч„„ . Тогда к времязадающей RC-цепи 2 приложено напряжение д

Е}!} "вих!о 35 направленное встречно напряжению на конденсаторе . Напряжение на инвертирующем входе компаратора 1 ста" нет отрицательным, меньшим, чем на 4() неинвертирующем входе, и равным (Vcoг ++ }}}v4Повторное изменение состояний компаратора 1 и инверторов 8 и 9 произойдет в момент времени, когда напряжение на неинвертирующем входе компаратора увеличится до величины Ч, .

Напряжение на конденсаторе 4 станет рави Vco -%co

1г. г

Далее процессы будут повторяться.

Таким образом, в установившемся режиме конденсатор 4 будет перезаряжаться от напряжения Ч<;щ, до напряжениЯ Ч, а затем от наПРЯжениЯ ЧСо

Сов а до напряжения Ч „соответственно под воздействием напряжений Ео „ и Еэ .

Время перезаряда конденсатора 4 при каждом цикле определяется виражениями !. нл !„= !с!„— юг!+Чco s !- д }-Чсо г и Е г1-что г, }}г } Е зт! чсогл

При идентичности значений логических уровней элементов „-ю — -; 4 всю 1+И-} )

}}1 }} и} }} откуда видно, что t> t>, так как

Ч г.

}}},}+}}}г = g°.

Период следования импульсов

Т1=1к,+CN -Ин„=М„QRCK (1+2 ) ((г

Максимальное значение пе !иода у предлагаемого генератора в первом случае в 2 раза, а во втором приблизительно в 4 раза выше, чем период колебаний генерируемых известным генератором при тех же номиналах элементов.

Формула изобретения

Импульсный генератор, содержащий правляющую шину, компаратор, первый инверторг времязадающую RC-цепь, делитель напряжения, входы компаратора подключены соответственно к средним точкам времязадающей ЕС-цепи и делителя напряженйй, вход первого инвертора подключен к выходу компаратора,,отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей путем стабилизации периода, расширения диапазона генерируемых.частот в область низких частот, в него введены второй инвертор и логический элемент И, вход вто рого инвертора и один вход логического элемента И подключены к выходу первого инвертора, выход второго инвертора соединен с выходом логического эЛемента И и с выходом первого ннвертора соответственно через времязадающую RC-цепь и делитель напряжения, а другой вход логического элемента И подключен к управля}ошей шине.

Источники инФормации, принятые so внимание при экспертизе

1. Шилов В.Л. Литейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре. Советское радио, 1979, с. 233-236 °

2. Авторское свидетельство СССР

М 413606, кл. Н 03 К 3/335, 30.05.72. 993439

Чав

Vol

Составитель B.Øàãóðèÿ

Редактор B,Пилипенко ТехредМ.Гергель Корректор С. Шекмар Эакаэ 501/74 Тираж 934 Подписное

BiIHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4