Фазоимпульсный многоустойчивый элемент

Фазоимпульсный многоустойчивый элемент

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И C А Н И Е пп 54I274

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Солта Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнптсльпое к авт. спид-ву 302820 (2?) Заявлено 01.11.74 (21) 2071591!21 (51) М. Кл.- Н ОЗК 4/02

Н ОЗК 3!29 с присоединением заяв ьи М

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.12.76. Бюллетень _#_a 48

Дата опубликования описания 21.01.77 (53) УД К 621.378.18 (088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

А. К. Великолуг и В. Ф. Рыбакин

Научно-исследовательский и проектный институт автоматизированных систем упра (54) ФАЗОИМПУЛЬСНЫЙ МНОГОУСТОЙЧ

ЭЛЕМЕHT

Изобретение относит я к радиоэлектронике и может использоваться в автоматике, вычислительной и цифровой измерительной технике для деления частоты следования и счета им пульсо в.

Известен фазоимпульсный многоустойчивый

copepit а щи и п at опител ьны и KoHgeHсатор, исто";|è! напряжения компарации, компаратор, цепи самонастройки, формирователи, линеаризирующие каскады, усилители-ограни ш тел и, схем ы сб ор ки (1) .

Этот элемент работает на принципе ступенчатого нарастания напряжения па накопительной емкости, обладает высокой надежностью в широких, диапазонах температур, тактовых частот и изменений параметров элементов, одна ко отличается сложностью реализации, особенно в гибридном или твердотелом исполнении, из-за наличия индуктивных элементов, формирователей, линеарпзирующих каскадов и относительно большого количества компонентов.

По основному авт. св. М 302820 известен безындуктивный фазоимпульсный многоустойчивый элемент, содержащий источник опорного напряжения с цепью саlмонастройки илп без нее, ко ипаратор, емкостный накопитель, ключевую схему, связанную с накопителем и управляющую работой элемента сброса (2).

Однако этот элемент не обладает достаточной точностью ра боты.

Цель изобретения — повышение точности работы фазоимпульсного миогoóстойчпвого элемента.

Для этого в предлагаемом фазопьмпульсном многоустойчпвом элементе между источником опорного напряжения и компаратором включен вентиль, управляющий вход которого соединен с шпион тактовых импульсов.

На ф г. 1 показана схема предлагаемого фазопмпульсного многоустойчивого элемента; на фиг. 2 и 3 — временные диаграммы, поясняющие принцип, работы.

Фазоимпульсный многоустойчивый элемент содержит источник 1 опорного напряжения, 15 дподный компгратор 2, емкостный накопитель

3, ключ 4, элемент 5 сбр тса и вентиль 6. Вход

7,подключается к первому источнику питания, на шину 8 тактовых импульсов подается последовательность импульсов тактовой частоты

2з с периодом Т, вход 9 подключается к второму источнику, питания, выход 10 является,выхедом элемента, а вывод 11 служит общей точкой первого и второго источников питания.

Работа элемента;при флуктуацпях опорного

25 напряжения и нестабилыности постоянной времени заряда накопительного конденсатора показана на фиг. 2, где последовательность импульсов тактовой частоты представлена эпюрой А, а на эпюре Б изображены формы назз пряжений U„— на выходе вентиля 6 и U„— на накопительном конденсаторе.

При .подаче импульсов тактовой последовательности с шины 8 на инверсный вход вентиля 6 его выходное напряжение U, изменяется таким образом, что каждому импульсу этой последовательности соответствует высокий уро вень E„, равный напряжению первого источника питания, а паузе — низкий уровень Up, равгый напряжению источника 1 опорного напряжения.

При отсутствии отклонений опорного напряже ния от номинального значения Up напряжение на емкостном накопителе U z нарастает от нуля и в момент времени tI достигает уровня Up по истечении интервала времени, начиная от начала заряда, равного

= (а — 1) Т„

fo где и — число устойчивых состояний элемента; Tp — номинальный период тактовой последовательности для ск важности Q=2.

Дальнейшее повышение на пряжения на нако пителе предотвращается подачей низкого уро в ня 1 О с выхода вентиля 6 на вход комп ар а тора 2.

Для устойчивой работы элемента необходимо, чтобы момент компарации, т. е. достижение напряжением емкостного накопителя Uii уровня опорного напряжения Up (точка а на диаграмме), предшествовал на полпериода тактовой частоты моменту появления следуощего тактового импульса на шине 8. В этом случае на пряжение емкостного накопителя, начиная с,момента времени 1ь будет изменяться в соответствии с участком а — b — g эпюры

Б. Учасгок а — b соответствует заряженному состоянию емкости накопителя 3, b — g — разряду этой емкости под дейспвием импульса сброса, вырабатываемого элемсптом 5 сброса при поступлении очередного тактового импульса по цепи: шина 8, ключ 4, элемент 5 броса, емкостньш накопитель 3. С выхода 10 при этом снимается выходной импульс, характеризующий состояние многоустойчивого элемента и сов падающий по фазе и длительности с входным тактовым импульсом. По окончании выходного импульса описанные процессы повторяются. Заштрихованные участки эпюры

А на фиг. 2 соответствуют выходным импульсам многоустойчивого элемента с коэффициентом пересчета гг = 3, Если по каким-то причинам уровень опорного на пряжения повысится и станет равным

Up+ËU, начиная с момента времени tI, то напряжение на емкостном накопителе U, будет изменяться по ломаной а — с — d — g. Случаю пониже1ния oIIopiHQI o напряжения до уровня Up — AU Hа диаграмме соответствует ломаная а — е — f — g, причем на участке а — е происходит разряд конденсатора накопителя с малой постоянной времени через компаратор

2, вентиль 6, и сточ ник 1 опор ного напряжения и входную цепь,,ключ 4. В обоих случаях положение выходного импульса, а следовательно, и состоя ние м ногоустойчи вого элемента ос541274 тается неизменным до тех пор, пока отклонения опорного напряжения +AU не достигнут своих критических значоний. Из приведенных диаграмм видно, что границы устойчивой работы элемента соответствуют попаданию моментов компарации на передние фронты тактовых импульсов (точки d, h). Кроме того, должно соблюдаться определенное соотношение между Е„, У, и постоянной заряда емко10 стного накопителя, во избежание попадания области компарации на уровень Е,.

Эпюры напряжений на емкосTHQM HBKDIIHтеле, соответствующие уменьшению постоянной времени, изображены с момента времени

15 tp (участок i — k — 1 — пг — n), а для случая ее увеличения — с момента времени t3 (участок о — p — r).

Непосредственно по временным диаграммам на фиг. 2 можно сделать вывод, что при

20 поминальной частоте fp и стабильном уровне напряжения компа рации U p„,p допустимые изменения г находятся в пределах ю - о — (т(т+ —.

2 2

На фиг. 3 представлена временная диаграмма работы устройства для n=3, номинальной постоянной времени то, стабильном уровне компа|рации Up и нестабильной частоте так30 товых импульсов. На эпюре А показана нестабильная частота тактовых импульсов, а на эпюре Б — форма напряжения емкостного накопителя 3. Аналогично случаю, иллюстрируемому на фиг. 2, видно, что изменения такто вой частоты в определенных пределах не изменяют коэффициента пересчета устройства. При этосом пределы изменения частоты могут быть определены из выражения:

Очевидно, при стабильных fp и т устройство будет работать устойчиво при изменении в определенных пределах уровня компарации

Up. Этот случай показан на фиг. 2 в районе точки 1О. При этом пределы изменения могут быть определены из выражения

50 2 (n — 1) 2 (л — 1) где Up — номинальный уровень компарации.

Введение в фазоимпульоный многоустойчивый элемент вентиля, запрещающего ком пара55 ции в моменты действия импульсов на тактовом входе элемента, позволяет обеопечить устойчи вую работу элемента в условиях пониженной стабильности тактовой частоты, постоянной времени заряда ем костного накопителя и опорного напряжения и дополняет стабилизирующее действие цепи самонастройки.

При этом реализация вентиля, как и остальных компонентов элемента, пе встречает трудностей, IH то|м числе и на интегральных микро55 схемах.

541274

Формула изобретения

Фазоимпульсный многоустойчивый элемент по авт. св. № 302820, отличающий ся тем, что, с целью псвышения точности работы, в него д=пол нтельно введен вентиль, включенный между источником опорного напряжения и ком паратором, а управляющий вход вентиля соединен с шиной тактовых импульсов, Рог. 1 о g z o z z o о z p r z о г о

/Щ Г

Рог. г

Составитель В. Лякишев

Текред М. Семенов

Корректор А. Степанова

Редактор С. Заика

Заказ 3013/8 Изд. № 1912 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д, 4,5

Типография, пр, Сапунова, 2

1 !

1

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авт. св. СССР, № 273372, кл. Н ОЗК 3/29, 19б8 (аналог).

2. Авт. св. СССР, № 302820, кл. Н ОЗК 4/02, 1969 (прототип) .