Импульсный генератор

Импульсный генератор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ИМПУЛЬСНЫЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий компаратор напряжений, входы которого подключены соответственно к выходу времязадающей RC-цепи и делителя напряжения, два последовательно соединенных логических элемента НЕ, вход первого из которых соединен с выходом компаратора, отличающийся тем, что, с целью повьпиения стабильности периода с.ледования импульсов, в него введены два логических элемента Ш1П-НЕ, первые входы которых объединены и подключены к выходу второго логического элемента НЕ, второй вход первого логического элемента ИЛИ-НЕ соединен с шиной управления, а выход - с вторым входом второго логического элемента ИЛИ-НЕ, при этом делитель напряжения включен между выходами логических элементов ИПИ-НЕ, а времязадающая RC-цепь - между выходами логических элементов НЕ, причем конденсатором - б к выходу первого из них. фиг. 1

0Ю (11) СООЗ СОВЕТСКИХ

Э

РЕСПУБЛИН

Н 03 К

/,Ъ

/pc

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИЫ, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

;р/ м/

Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3616248/18-21 (22) 29.06.83 (46) 15.10.84. Бюп. Ф 38 (72) В.П. Бакалинский, В.Д. Бичуков и А.Г. Хлонь (53) 621.374.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 744918, кл. Н 03 К 3/02, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

У 1058033, кл. Н 03 К 2/286, 24.06.82. (54)(57) ИМПУЛЬСНЫЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий компаратор напряжений, входы которого подключены соответственно к выходу времязадающей RC-цепи и делителя напряжения, два последовательно соединенных логических элемента НЕ, вход первого из которых

1 соединен с выходом компаратора, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения стабильности периода следования импульсов, в него введены два логических элемента ИЛИ-НЕ, пер вые входы которых объединены и подкпючены к выходу второго логического элемента НЕ, второй вход первого логического элемента ИЛИ-НЕ соединен с шиной управления, а выход — с вторым входом второго логического элемента

ИЛИ-НЕ, при этом делитель напряжения включен между выходами логических элементов ИЛИ-НE, а времяэадающая

RC-цепь — между выходами логических элементов НЕ, причем конденсатором — I к выходу первого из них.

4 2 мязадающая цепь 2 подключена между вькодами логических элементов НЕ 8 и

9, причем конденсатором — к выходу логического элемента НЕ 8. Конденсатор 13 повышает помехоустойчивость устройства и подключается при наличии помех. ,Импульсный генератор работает следующим образом.

1 111916

Изобретение относится к импульсной, технике и может использоваться для формирования высокостабипьных интервалов времени в аппаратуре автоматики, телемеханики и .ычислительной техчики.

Известны управляемые генераторы импульсов, содержащие компаратор напряжений, например, на основе дифференциального усилителя, входы кото" 1п рого подключены к вькодам емкостной ьремязадающей цепи и делителя напряжения 1 ).

Недостатком таких устройств является низкая точность. 15

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является импульсный генератор, содержащий компаратор напряжений, неинвертирующий и инвертирующий входы которого соответственно подключены к вькодам времязадающей RC-цепи и делителя напряжения, выход — ко входу первого из двух последовательно соединенных логических элементов НЕ, между выходами 2 которых подключена времязаданщая цепь конденсатором к выходу последнего, последовательно соединенные логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ КПИ и третий логический элемент НЕ, между выходами которьк подключен делитель напряжения, причем один из входов логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИПИ подключен к выходу первого логического элемента НЕ, другой вход — к шине управления 2 3.

Недостатком таких устройств является невысокая точность, что обусловлено различной величиной первого и последующих периодов следования импульсов. Это вызвано различной величи49 ной начального напряжения на времяэадакщем конденсаторе в момент включения напряжения питания и в момент окончания формирования первого и

45 последующих периодов.

Целью изобретения является повышение стабильности периода следования импульсов путем устранения процесса

Установления величины периода следования импульсов после включения напряжения питания.

Указанная цель достигается тем, что s импульсный генератор, содержащий компаратор напряжений, входы которого подключены соответственно к зз вькоду времязадающей RC-цепи и делителя напряжения, два последовательно соединенных логических элемента НЕ, вход первого из которых соединен с выходом компаратора, введены два логических элемента ИЛИ-НЕ, первые входы которьк объединены и подключены к выходу второго логического элемента НЕ, второй вход первого логического элемента ИПИ-НЕ соединен с шиной управления, а выход — с вторым входом второго л огичес кого элеме нта

ИПИ-НЕ, делитель напряжения включен между выходами логических элементов .

ИЛИ-НЕ, времязадающая RC-цепь — между выходами логических элементов НЕ, причем конденсатором — к выходу первого из них.

На фиг. 1 изображена электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — его эпюры напряжений.

Импульсный генератор содержит компаратор 1 напряжений, инвертирующий вход которого подключен к выходу времязадающей RC-цепи 2, состоящий из резистора 3 и конденсатора 4, а неинвертирующий вход — к выходу делителя напряжения 5, состоящего, например, из резистора 6 и 7, при этом вход первого логического элемента HE

8 подключен к выходу компаратора а вькод — ко входу второго логического элемента НЕ 9, причем одни входы первого и второго логических элементов ИЛИ-НЕ 10 и 11 объединены и подключены к выходу второго логического элемента НЕ 9, а второй вход логического элемента ИПИ-НЕ 1О соединен с шиной управления 12, а вькод — с другим входом второго логического элемента ИЛИ-НЕ 11. Делитель напряжения 5 подключен между выходами логических элементов ИПИ-НЕ 10 и 11. ВреПредположим, что после включения напряжения питания на управляющей шине 12 установлен логический "О".

Если на выходе компаратора 1 установится логическая "1", на вькодах логических элементов 8, 1О, 11 устанавливаются логические "О" (U, U о

U ), на вькоде логического элемента

11 ° 7

9 - логическая "1" (U ). Делитель

1119164 (8) П - (Е - Ц + Цо) С011 012 > 2 9

3 напряжения 5 оказывается включе нным под напряжение (!)

5 и на неинвертирующем входе компаратора t устанавливается напряжение

Заряд конденсатора 4 заканчивается, когда напряжение на инвертирующем входе компаратора 1 достигает величины U„z. Напряжение на конденсаторе 4 в этот момент равно

Ц (шЕ +П )=(1-m)E + У (2) !

О где m = R /(R, +R ), R, R - сопротивления резисторов

6 и.7 делителя напряжения 5.

Времязадающая цепь 2 оказывается включенной под напряжение (U1 = U0 ).

3i1 9 (3) (4) 40 а на неинвертирующем входе компаратора 1 устанавливается напряжение (5) 45

Времязадающая цепь 2 оказывается включенной под напряжение

I (6) 5 е = (v -v >> 312 8 . 9 и конденсатор 4 начинает заряжаться.

При этом на инвертирующем входе компаратора t возникает положительный скачок напряжения 55 (7) который подтверждает нулевое .состояние компаратора 1 (фиг. 2). и на инвертирующем входе компаратора

1 появляется напряжение U 8 (фиг. 2) . gp

Если напряжение U больше напряжео в ния U„„, то на выходе компаратора 1 сразу же устанавливается логический "0".

Если напряжение Uo меньше напряжения U то компаратор 1 устанавливается в "О" с задержкой, определяемой временем заряда конденсатора 4 до напряжения (U„„ — U8)ъ0 под воздейст. вием напряжения Е „,. С указанной пренебрегаемо малой задержкой начинается и формирование выходного импульса.

При этом на выходах логических элементов 8, 10 устанавливается ло-. гическая "t" (V,, V,,), на выходах логических элементов 9, 11 — логичесДелитель напряжения 5 оказывается включенным под напряжение

На выходе компаратора 1 устанавливается логическая !", на выходах логических элементов 8, 10, 11 логические "О", на выходе логического элемента 9 — логическая "1" (фиг. 2) .

Величина формируемого интервала времени определяется по выражению (1О) U - (V +V), 12 С011 В который подтверждает единичное состояние конденсатора .1 ..

Перезаряд конденсатора 4 заканчивается, когда напряжение на инвертирующем входе компаратора. 1 достигает величины U„1.

Напряжение на конденсаторе 4 в этот момент равно (!!)

На выходе компаратора 1 устанавливается логический "О", на выходах элементов 8 и 10 — логические "1", на выходах логических элементов 9 и

11 — логическое "0" (фиг. 2) .

Таким образом, конденсатор 4 перезаряжается от напряжения U под возС011 действием напряжения Е до напряжеЭ11

Uco12

Величина формируемого интервала времени определяется из выражения

t = РС1п » (9)

Е -О о Е -U

»Z CO 1 где К вЂ” сопротивление резистора 3;

С вЂ” емкость конденсатора 4.

С момента переключения компаратора 1 в единичное состояние делитель напряжения 5 оказывается включенным под напряжение Е,„ и на неинвертирующем входе компаратора 1 устанавливается напряжение U„

Времязадающая цепь 2 оказывается включенной под напряжение E»„ которое.противоположно по знаку начальному напряжению Q,„на конденсаторе 4, и последний начинает. перезаряжаться.

При.этом на инвертирующем входе компаратора 1 возникает отрицательный скачок напряжения

1119164!

04 О О„UqÄ, "в

9 1о (13) (14) t, = RC 1п (2-m) (15) E = (U -U0), фЭ н 1о (20) U (E U + U0) со в эп м 9 (22) S э1 Ьо 1г

Известно, что ионолитныи компонентам внутренне присуще близкое расположение приборов и согласован5 ность их характеристик.

Тогда можно принять, что

С учетом выражений (1) — (6), (8), (11) иэ условий (13), (14) выражение (12) примет вид !5

С момента переключения компаратора в нулевое состояние делитель 2О напряжения 5 оказывается включенным под напряжение Е, и иа неинвертирукицем входе компаратора 1 устанавливается напряжение U„2.

Времязадающая цепь 2 оказывается 25 включенной под напряжение Е и конденсатор 4 начинает заряжаться.

На инвертирующеи входе компаратора

t возникает положительный скачок напряжения 30 который подтверждает нулевое состояние компаратора 1 (фиг. 2).

Перезаряд конденсатора 4 эаканчи" 3 вается, когда напряжение на инвертируккцем входе компаратора 1 достигает величины U„ Напряжение на конденсаторе 4 при 3TQM равно Uc01<

Таким образом, кондейсатор 4 за- 4О ряжается от напряжения U цо напряжения U,род воздействием напряжения Еэ12

Велйчина формируемого интервала времени определяется по выражению 45

t ес 1п -††- - (17) г

912 00 <1

С учетом выражений (1) и (2), (4)(6) г (6) э (11) и условий (13), (14) выражения (9) и (17) примут вид

t * RC 1п—

1 а г ш (18)

Далее процессы повторяются, и период следования импульсов определяет-55 ся по выражению

2-m

t + ° t, +t RC 1п — (19) о о г III

Если же после включения напряжения питания на выходе компаратора устанавливается логический "0", то времяэадающая цепь 2 при этом оказывается включенной под напряжение F и на инвертирующем входе компаратора

1 возникает положительный скачок напряжения U подтверждающий нулевое состояние коипаратора 1. Далее начинается формирование интервалов времени аналогично описанному.

Напряжение U = Б„з при выполнении условий (!3), (14) и как следует из выражения для периода То(19), в предлагаемом устройстве при логическом "0" на шине управления устранен процесс установления величины периода следования импульсов после включения напряжения питания — первый и последующий периоды следования импульсов одинаковы.

Предположим, что после включения напряжения питания на управлякгцей шине 12 установлена логическая "1".

Как и в рассмотренном случае, компаратор 1 всегда устанавливается при этом в нулевое состояние. На выходах логических элементов 9 и 10 устанавливаются логические "О" (U, Uo), на выходах логических элементов 8 и

11 - логические "1" (00, U ).

Делитель напряжения 5 оказывается включанным под напряжение и на неинвертирукгцем входе компаратора 1 устанавливается напряжение

UÄ,- (1-m) Е„,+ U„, (21) Времязадакицая цепь 2 оказывается включенной под напряжение E 1, и конденсатор 4 начнет заряжаться. При этом на инвертирующем входе компаратора 1 возникает положительный скачок напряжения U „, который подтверждает нулевое состояние компаратора 1.

Заряд конденсатора 4 заканчивается, когда напряжение на инвертирующем входе компаратора 1 достигает величины 0„,. Напряжение на конденсаторе 4 в этот момент равно

На выходе компаратора 1 устанавливается логическая "1", на выходах логических элементов 8 и 11 - логи1119164 (23) 10

Е a aRC

Выраже ние (6), (20-22) примет вид

IS (24) КС 1п

1 ческие О, на выходе логического

ll II элемента 9 - логическая " 1 " (фиг . 2 ), Нулевое состояние логического элемента 10 не изменяется, так как подтверждается логической "1" с шины управления 12.

Величина формируемого интервала времени определяется по выражению

E»i — О

ln E

Bf2 со13 (23) с учетом выражений

H условий (13), (14) С момента переключения компаратора

1 в единичное состояние делитель напряжения 5 оказывается включенным 20 под напряжение Е,и на неинвертирующем входе компаратора 1 устанавливается напряжение U

Времязаданицая цепь 2 оказывается включенной под напряжение Е„которое 25 противоположно по знаку начальному напряжению 11 на конденсаторе 4, и поо1Э следннй начинает перезаряжаться. При этом на инвертирующем входе компаратора 1 возникает отрицательный скачок напряжения

С учетом выражений (1)-(3), (6), (11), (20)-(22) и условий (13) и (14) выражение (26) примет вид

t RC 1n(1+m) (22)

С момента переключения компаратора 1 делитель напряжения 5 оказ„,ает ся включенным под напряжением Е фЗ и на неинвертируницем входе компаратора 1 устанавливается напряжение 0 нэ

Времязадающая цепь 2 оказывается включенной под напряжение Е и к ,,и конденсатор 4 начинает заряжаться, При этом на инвертируницем входе компаратора 1 возникает положительный окачок напряжения U, который подтверждает нулевое состояние компаратора 1.

Заряд конденсатора 4 заканчивается

1 когда напряжение на .инвертирующем входе компаратора 1. достигает величины UÄ Напряжение на конденсаторе 4 вэтот момент равн,о U

СО 1Э

На выходе компаратора 1 устанавливается логическая " 1", на выходах логических элементов 8, 10, 11 — лоIt . И гические О, на выходе логического элемента 9 — логическая "1" (фиг.2).

Таким образом, конденсатор 4 заряжается от напряжения U до напряжения

U соп

„под воздействием напряжения Е

312

Величина формируемого интервала времени определяется по выражению который подтверждает единичное состояние компаратора 1.

Перезаряд конденсатора 4 заканчивается, когда, напряжение на инвертиру. ннцем входе компаратора 1 достигает величины U . Напряжение на конденсаП1 40 торе 4 в этот момент равно U На со1/ выходе компаратора 1 устанавливается логический "О", на выходах элементов 8 и 11 — логические "1", на выходах логических элементов 9 и 10— логические "0".

Таким образом, конденсатор 4 перезаряжается от напряжения U до напряС013 жения U под воздействием .напряжеHH ЕИЧВеличина формируемого интервала

5 времени определяется по выражению

Как следует из выражения для дериода Т„(30), в предлагаемом устройстве при логической "1" на шине управ-, 0 ления устранен процесс установления периода следования импульсов после включения напряжения питания — первый и последунщие периоды следования импульсов одинаковы. (26) 5S

С вЂ” RC 1 Е11 + 1 1э

О«ое тн

= RC 1п -2Я вЂ” ыо* (RR)

Е эм2 со 13

С учетом выражений (1) и (2) (6) (11), (20)-(22) и условий (13) и (14) выражение (28) примет внд

, =RCln

1 (29)

Далее процессы повторяются, и как видно из выражений (24), (27), (29), период следования импульсов определяется по выражению

Т t, +t. — Е++Е - RC ln — .(30) 1+m

1119164

Ямр. аидою

8s. упр (шина ф йФиид.бх

ИРЮ. f

Нный. Is

КОАПП.1

Фю. г

Составитель Н. Иаркин

Редактор С. Тимохина Техред Т.Дубинчак

Корректор B. Бутяга

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

Заказ 7471/44 Тираж 861 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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