Генератор импульсов

Генератор импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ГЕНЕРАТОР М ШУЛЬСОВ, содержа1Дий RC-цепь, делитель напряжения, триггер, к выходам которого подключены RC-цепь и делитель напряжения, а к первому входу - шина запуска, а также компаратор, неинвертирующий вход которого соединен с первым выходом делителя напряжения, инвертирующий - с выходом RC-депи, а выходс вторым входом триггера, отличающийся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей , в него введен дополнительный компаратор, неинвертирующий вход которого подключен к Выходу RC-цепи, инвертирующий вход - к второму выходу делителя, а выход - к третьему входу триггера, четвертый вход которого подключен к шине упо S равления .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) д1) H 03 K 3/023

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

Н ABTOPCHQMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ е

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3539292/18-21 (22) 10.01.83. (46) 07,05.84.Бюл. N9 17 (72) В.П.Бакалинский, В.Д.Бичугов и А.Г.Хлонь (53) 621.374(088.8) (56) 1 ° Шило В.Л. Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре. И., "Советское радио", 1979, с.233-237, рис. 5.12, 5.13.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 3310442/21, кл, Н 03 К 3/284, 1981 (прототип). (54) (57) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ, содержащий RC-цепь, делитель напряжения, триггер, к выходам которого подключены RC-цепь и делитель напряжения, а к первому входу — шина запуска, а также компаратор, неинвертирующий вход которого соединен с первым выходом делителя напряжения, инвертирующий — с выходом RC-цепи, а выходс вторым входом триггера, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения его функциональных воэможностей, в него введен дополнительный компаратор, неинвертирующий вход которого подключен к выходу

RC-цепи, инвертирующий вход — к второму выходу делителя, а выход — к третьему входу триггера, четвертый вход которого подключен к шине управления.

1091310

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в автоматике, телемеханике и измерительной технике.

Известен интегральный таймер, 5 содержащий RC-цепь, делитель напряжения, компараторы и триггер 1.

Недостатком указанного устройства является отсутствие электронного управления режимом работы. !О

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является ждущий генератор, содержащий RC-цепь, делитель напряжения, триггер, к выходим которого подключены RC-цепь и !$ делитель напряжения, а к первому входу — шина запуска, а также компаратор, неинвертирующий вход которого соединен с первым выходом делителя напряжения, инвертирующий — с выхо- 20 дом RC öåïè, и выход — с вторым входом триггера (2 J.

Недостаток известного устройства обусловлен невозможностью работы в автоколебательном режиме, что су- 25 жает его функциональные возможности.

Цель изобретения- — расширение функциональных возможностей генератора импульсов.

Поставленная цель достигается тем, что в генератор импульсов, со дерх<ащий ВС-цепь, делитель напряжения, триггер, к выходам которого подключены RC-цепь и делитель напряжения, а к первому входу — шина

35 запуска, а также компаратор, неинвертирующий вход которого соединен с первым выходом делителя напряжения инвертирующий — с выходом RC-цепи, а выход — с вторым входом триггера, 40 введен дополнительный компаратор, неинвертирующий вход которого подключен к выходу RC-цепи, инвертирующий вход — к второму выходу делителя, а выход — к третьему входу

45 триггера, четвертый вход которого подключен к шине управления.

На фиг. 1 представлена функциональная схема генератора импульсов; на фиг.2 — временные диаграммы его работы.

Генератор содержит времязадающую

RC"öåïü .1, включающую резистор 2 и конденсатор 3, делитель 4 напряжения, состоящий из резисторов 5-7, 55 триггер 8, шину 9 запуска, первый и второй компараторы 10 и 11, а также шину 12 управления °

К выходам триггера 8 подключены

RC-цепь 1, содержащая резистор 2 и конденсатор 3, и делитель 4 напряжениЯ, содеРжащий РеэистоРы 5-7, 8ы ход RC-цепи 1 соединен с инвертирующим входом первого компаритора 10 и неинвертирующим входом второго компаратора 11, другие входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами делителя 4 напряжения, выходы компараторов 10 и 1! подключены соответственно к синхронному и установочному в нуль входам триггера 8, информационный и установочный в единицу входы которого соединены соответственно с шиной 9 запуска и шиной 12 управления.

Генератор работает следующим образом.

При работе генератора в ждущем режиме на шине 9 запуска и шине 12 управления в исходном состоянии установлены логические 0 (фиг.2а, б 1.

На прямом и инверсном выходах триггера 8 установлены логический 0 (Ug, !õ ) H >orH

Делитель 4 напряжения и времяэадающая RC-цепь l включены под напряжение о Э1 ОЪых 2 !!вьп 1 (1)

На инвертирующем входе компаратора 11 и неинвертирующем входе компаратора 10 соответственно устанавливаются напряжения (фиг.2в, r1.

u„„= (1-„) Ь,„+U, „„„; (2)

"!12 2 з +" ы (3)

К, +R где I-ш

1 Я Я

R

2 R1+R2 +R3

R<,К,К вЂ” сопротивления резисторов 5-7 соответственно, Конденсатор 3 заряжен до напряжения Бсо =K>, и на выходе времязадающей RC-цепи 1 устанавливается напряо ! жение U Вь х,(фиг. 2д

Так как напряжение с выхода времяэадающей RC-цепи 1 меньше напряй "и UÄz ° поступающих с выходов делителя 4 напряжения, на выходе компаратора 11 устанавливается логический О, а на выходе компаратора 10 — логическая l (фиг.2ж).

С приходом на шину 9 запускающего импульса на прямом выходе триггера 8 устанавливается логическая 1

1: (Ugl„ 0), а на инВерсном — логический

0 (U>«„< ) (фиг. 2е) .

С момента возвращения триггера 8 в исходное состояние делитель 4 напряжения и времязадающая RC-цепь 1

55 оказываются включенными под напря" жение Е |,, которое по закону про тивоположно начальному напряжению

3 10913

Делитель 4 напряжения и времяэа дающая RC-цепь ) оказываются включенными под напряжение о ý2 {НЬЬ(Х1 116Ь(хг ) (4)

На первом выходе делителя 4 на" пряжения и на инвертирующем входе компаратора 11 устанавливается напряжение а на втором выходе делителя 4 и на 1О неиннертирующем входе компаратора

10 — напряжение

11„| =.(1-m2) зг+08ь(х г (6)

На выходе времязадающей RC-цепи

1 возникает отрицательный скачок напряжения и конденсатор 3 начинает перезаряжаться от напряжения — U опод воздействием напряжения Б 2, которое 20 по закону противоположно начальному ряжению ПСо

Переэаряд конденсатора 3 закончится, когда напряжение на неинвертирующем входе компаратора 11 достигнет напряжения U,3. Напряжение на конденсаторе 3 в этот момент ранено

СО11 (Il3 Ь|хг) (8)

При этом на ййходе компаратора

11 устанавливается логическая 1 .

1,фиг.2з )и триггер 8 нозвращается в исходное состояние.

Таким образом, конденсатор 3 переэаряжается от напряжения 11Со =(-Ез„)

35 до напряжения U СО11 под воздействием напряжения Е .

Величина формируемого интервала времени определяется из выражения с = RCZn — ||--Ы вЂ”,: (g)

Е +U

32 Со 11 40 где R — сопротивление резистора 2;

С вЂ” емкость конденсатора 3.

Исходя из того, что одноименные интегральные компоненты имеют очень близкие характеристики, можно принять, что

118Ь(х1 ВЫХ2 (10).

11 о 11о (11)

ЭЫХ1 ВЫХ2

С учетом выражений (1), (4), (5), (8),(10)и (11) выражение (9) принимает вид

t<=RCXn (12)

l-ш. (16) I0 4

00о.11на конденсаторе 3, и последний начинает перезаряжаться.

На выходе времязадающей RC-цепи 1 возникает положительный скачок напряжения

12=(110011 +" вь!|(г) 1 (3) который подтверждает состояние компаратора II.

На выходе компаратора 10 при этом устанавливается логический О.

На иннертирующем входе компаратора ll устанавливается напряжение

U Ä, на неинвертирующем входе компаратора 10 — напряжение U нг

Компаратор ll возвратится в исходное состояние логического О, когда напряжение на выходе времяэадающей КС-цепи 1 достигнет напряжения U„ а на конденсаторе 3 - величины со 2={Б ьиг U„„) . (14)

Величина интервала времени с момента переключения компаратора 11 до момента возвращения его в исходное состояние определяется из выражения

t> - ась - =((о - — (|5)

З1 СО1г

C учетом выражений (I), (3), (5) „ (8), (10), (11) и (14) выражение (15) принимает нид

1+m

r. - RC2n

l -ш,, Компаратор 10 возвратится н исходное состояние логической I, когда напряжение на выходе времязадающей RC-цепи 1 достигнет напряжения U. а на конденсаторе 3 — вепг личины

00Й2 (ЬЫХ12 ||ф)

Положительный перепад, поступающий на тактовый вход триггера 8 с выхода компаратора 10„подтверждает исходное состояние устройства.

Величина интервала времени с момента переключения компаратора 10 до момента возвращения его н исходное состояние определяется из выражения

= RC1In э" ""1" (18)

U0o2i

С учетом выражений (1), (3), (5), (8), (10) (11) и (17) выражение (18) принимает вид . t3 RGB " ° (19)

На этом рабочий цикл генератора заканчивается и начинается процесс восстановления его исходного состояния. Генератор возвращается в исходное состояние, когда напряже1091310 нне на конденсаторе 3 станет равным U . Бремя восстановления иссо ходного состояния тем меньше, чем меньше значение коэффициента деления напряжения ш2. 5

Таким образом, во время рабочего цикла в генераторе формируются инеРвалы времени t2 t3, (t z +t<) (t„+t3) и (t -t ) (фиг. 2) .

Величина рормируемых интервалов !0 времени практически не зависит от изменения напряжения питания и вы" ходных напряжений триггера, à определяется величинами элементов

RC-цепи 1 и делителя 4 напряжения. !5

При работе генератора в автоколебательном режиме на шине 9 запуска и на шине 12 управления в исходном состоянии установлены логический О и логическая l соответственно. Ис- 20 ходное состояние генератора при этом такое же, как и в ждущем режиме.

С приходом на шину 9 запускающего импульса генератор формирует интервалы времени, величина которых on- 2S ределяется выражениями (! 2 ? и (19 ).

Далее, в отличие от ждущего режима, в момент возвращения компаратора 10 в исходное состояние начинается не процесс восстановления гене- 30 ратора, а происходит повторный его запуск. При этом положительный перепад с выхода компаратора 10 поступает на счетный вход триггера 8 и, так как íà D-вход триггера подана логическая l,на прямом его выходе устанавливается логическая 1, а на инверсном — логический О, Делитель 4 напряжения и времязадающая RC-цепь 1 оказываются включенными под напряжение Е, которое по

40 знаку противоположно начальному напряжению Усо22на конденсаторе 3, и последний начинает перезаряжаться.

При этом на инвертирующем входе компаратора ll устанавливается напря- 45 жение U на неинвертирующем входе 3 компаратора 10 — напряжение U>4, а на выходе времязадающей RC-цепи 1 возникает отрицательный скачок напряжения

6 (20)

Перезаряд конденсатора 3 закончится, когда напряжение на неинвертирук>щем входе компаратора 11 достигнет напряжения U 3, а на конденсаторе 3 — величины !!

Таким образом, конденсатор 3 перезаряжается от напРяжения (-U o22) до напряжения П.-. „ под воздействием наса.! пряжения Е .

Величина рормируемого интервала времени определяется из выражения

RCEn äß "ñîã1, (>I>

92, Со1а

С учетом выражений (1), (3), (4), (5) „(8), (10), (11) и (17) выражение (21) принимает вид

RC2n (22)

1-т „

Период следования импульсов определяется из выражения

1+re„2- п

7=4 +1 =RCPn . „, (23? п2 1- m<

Далее процессы повторяются.

Таким образом, пери>эд следования импульсов практически не зависит от напряжения питания и выходных напряжений триггера 8, а определяется величинами элементов RC-цепи 1 и делителя 4 напряжения.

При подаче на шину 12 управления логического О происходит остановка генератора. При этом положительный перепад с выхода компаратора 10 поступает на счетный вход триггера 8 и,так как íà П-вход триггера 8 подан логический О, на его прямом выходе устанавливается логический О, а на инверсном — логическая

Таким образом, в результате введения второго компаратора и дополнительных связей появляется возможность электронного переключения ре— жимов работы генератора и повышается коэффициент использования емкости времязадающего конденсатора. Кроме того, генератор может формировать одновременно импульсы шести различных. временных интервалов, что расширяет его функциональные возможности.

l 0913 l 0

ВНИИПИ Заказ 3097/52 Тираж 862 Подписное

Фнлнел ППП "Потеет, г.улгорол, .Ул.Проектнвя, 4