Мультивибратор с цифровым управлением

Мультивибратор с цифровым управлением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (11) 570988

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву 517140 (22) Заявлено 21.10.75 (21) 2182481/21 с присоединением заявки № (51) М. Кл. H ОЗК 3/28

Н ОЗК 13/02

ГосУдаРственный комитет (23) Приори е

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.373.471 (088.8) Опубликовано 30.08.77. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 13.09.77 (72) Авторы изобре Ге!1и я

В. Г..Сидоричев, В. С. Бердчев и В. А. Скляров (71) Заявитель (54) МУЛ6ТИВИБРАТОР С ЦИФРОВЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

Изобретение относится к автоматике и может использоваться в комбинированных комплексах автоматизированных систем управления (АСУ), объединяющих аналоговую и цифровую аппаратуру.

Управление частотой следования импульсов мультивибратора в комбинированных комплексах АСУ может производиться как в аналоговой, так и в цифровой форме.

По основному авт. св. № 517140 известен мультивибратор, содержащий два транзистора, два времязадающих резистора, две группы по п времязадающих конденсаторов, две группы по и зарядных диодов, две группы по п разрядных диодов и п-разрядный регистр управления. Известный мультивибратор имеет широкий диапазон изменения частоты благодаря тому, что коэффициент насыщения транзисторов не изменяется и не зависит от управляющего кода, Цель изобретения — повышение устойчивости в работе мультивибратора.

Для этого в предлагаемый мультивибратор введены п-входовый и трехвходовый диодные элементы ИЛИ, выход трехвходового диодного элемента ИЛИ соединен с времязадающими резисторами, первый и второй входы трехвходового диодного элемента ИЛИ соединены с коллекторами транзисторов соответствующих плеч мультивибратора, а третий вход трехвходового диодного элемента ИЛИ соединен с выходом и-входового элемента ИЛИ, входы которого соединены с соответствующими разрядными выходами цифрового регистра управле5 ния.

В этом мультивибраторе исключена возможность срыва автоколебаний во всем диапазоне изменения управляющего кода.

На чертеже приведена схема мультивибра1р тора с цифровым управлением, например с

4-разрядным управлением.

Мультивибратор содержит транзисторы 1 и

2, резисторы 3 и 4, шину 5 источника питания

Е„., времязадающие резисторы 6 и 7, времяза15 дающие конденсаторы 8 — 11 и 12 — 15 соответственного левого и правого плеч мультивибратора, зарядные диоды 16 — 19 и 20 — 23 соответственно левого и правого плеч мультивибратора, разрядные диоды 24 — 27 и 28 — 31 соответственно левого и правого плеч мультивибратора, цифровой регистр 32 управления, трехвходовый элемент ИЛИ 33, диоды 34 — 36 элемента ИЛ И ЗЗ, четырехвходовый элемент

ИЛИ 37, диоды 38 — 41 и резистор 42 нагрузки элемента ИЛИ 37.

Транзисторы 1 и 2 эмиттерами соединены с общей шиной, коллекторами через соответству ющие резисторы 3 и 4 с шиной 5, базами— соответственно с первыми выводами резисто30 ров 6 и 7. Каждый пз времязадающпх конден570988

ЗО

3 саторов 8 — 11 и 12 — 15 одной обкладкой подключен к коллектору транзистора соответствующего плеча мультивибратора, другой обкладкой — к аноду соответствующего диода из групп зарядных диодов 16 — 19, 20 — 23 соответствующего плеча мультивибратора и к катоду соответствующего диода из групп разрядных диодов 24 — 27, 28 — 31 соответствующего плеча мультивибратора. Аноды групп разрядных диодов 24 — 27 и 28 — 31 соответственно подключены к базам транзисторов 1 и 2. Катоды зарядных диодов 16 — 19 и 20 — 23 соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым разрядными выходами цифрового регистра 32 управления. Времязадающие резисторы 6 и / вторыми выводами подключены к выходу элемента ИЛИ 33 и к катодам диодов

34 — ЗЬ. Выходы элемента ИЛИ 33 и аноды диодов 34, 36 соединены с коллекторами транзисторов l и 2 соответственно, а анод диода 35— с выходом элемента ИЛИ 37 и с анодами диодов 38 — 41, которые через резистор 42 соединены с шиной 5, Выходы элемента ИЛИ 3/ и катоды диодов 38 — 41 соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым разрядными выходами цифрового регистра 32 управления.

Группы диодов 16 — 19, 20 — 23 предназначены для заряда соответствующих групп конденсаторов 8 — 11, 12 — 15, Группы диодов 24 — 27, 28 — 31 предназначены для разряда этих конденсаторов. цифровой регистр 32 управления предназначен для коммутации поразрядно цепей заряда конденсаторов 8 и 12, 9 и 13, 10 и 14, 11 и 15 через диоды 19 и 20, 17 и 21, 18 и 22, 19 и 23 соответственно. 11ри значении разрядного коэффициента а,=0 с выхода i го разряда цифрового регистра 32 управления подается уровень напряжения, равный E,. Поэтому i-e зарядные диоды закрыты, а соответствующие конденсанторы не заряжаются. При значении а;=1 с выхода i-ro разряда цифрового регистра 32 управления на катоды зарядных диодов -го разряда подается нулевой уровень напряжения, и соответствующие конденсаторы заряжаются до напряжения Е„..

Разрядность цифрового регистра 32 управления определяется необходимым диапазоном управления частоты следования выходных импульсов.

Значения емкостей конденсаторов 8 — 11 и

12 — 15 взвешены поразрядно по двоичному закону.

Элементы ИЛИ 33 и 37 обеспечивают устойчивую работу мультивибратора во всем диапазоне изменения управляющего кода.

Культивибратор работает в автоколебательном режиме и имеет два временно устойчивых состояния, в которых один из транзисторов открыт и насыщен, а другой закрыт. При очередной смене состояний мультивибратора происходит заряд подключенных к коллектору закрывшегося, например, транзистора 1 конденсаторов, например, 8 и 10, связанных через зарядные диоды 16 и 18 с выходами первого и третьего разрядов цифрового регистра 32 управления, имеющими нулевой потенциал на выходе (а,= 1) . При этом конденсаторы 9 и 11 в работе не участвуют, так как на катоды подключенных к ним зарядных диодов 17 и 19 подается положительный запирающий уровень напряжения (а;=О). Одновременно заряженные конденсаторы 12 и 14, подключенные и коллектору открывшегося транзистора 2, разряжаются через диоды 28 и 30 и времязадающий резистор 6 с постоянной времени, пропорциональной суммарной емкости конденсаторов

12 и 14. Когда потенциал базы транзистора 1 достигнет порогового уровня, он откроется и мультивибратор переключится в другое временно устойчивое состояние.

Управление частотой мультивибратора осуществляется изменением суммарной емкости времязадающих конденсаторов и производится цифровым регистром 32 управления. Суммарная емкость времязадающих конденсаторов каждого плеча мультивибратора, участвующих в его работе, определяется из выражения

С = — С,; а,. 2 — = С, N„, s —.1 где Со — емкость конденсатора младшего разряда; с=а

Ж,=; „ а,.2 - — с=1 число управляющего кода цифрового регистра

32 управления.

11ри значении управляющего кода 1Ч„=О по всем разрядным выходам цифрового регистра

32 управления подается положительный уровень напряжения, равный Е запирающий разрядные диоды 16 — 23 и диоды 38 — 41 элемента 37. При этом времязадающие конденсаторы

8 — 15 не заряжаются, и процесс автоколебаний мультивибратора прекращается. Состояние элементов мультивибратора определяется состоянием элемента 37. Учитывая, что диоды

38 — 41 закрыты, на выходе элемента 37 устанавливается (через резистор 42) потенциал источника питания Е„, открывающий диод 35 элемента 33. При этом базы транзисторов 1 и 2 оказываются подключенными через резисторы 6 и 7 к потенциалу, близкому Е„(учитывая, что R42((Ro=Ry, где R4g, Rq и Му значения сопротивлений резисторов 42, 6 и 7 соответственно). Поэтому оба транзистора будут открытыми и насыщенными. Диоды 34 и

36 элемента 33, подключенные анодами к коллекторам транзисторов 1 и 2, имеющим нулевой потенциал, будут при этом закрыты.

При смене управляющего кода, т. е. при

N O, хотя бы один из диодов 38 — 41 элемента 37 будет подключен катодом к нулевому уровню напряжения. Выходное напряжение элемента ИЛИ 37 устремляется к нулю. При этом соответственно уменьшаются базовые токи транзисторов 1 и 2, что выводит их из режима насыщения в активную область статиче570988

Составитель П. Лягии

Техред И. Караидагиова

Редактор E. Караулова

Корректор Л. Деиискииа

Изд. ¹ 701

Заказ 1980/20

Тираж 1080

Подписное

Типография, пр. Сапунова. ? ских характеристик. Это вызывает возобновление автоколебаний мультивибратора с частотой, определяемой значением управляющего кода N. При этом базовые цепи транзисторов 1 и 2 питаются через открытые диоды 34 или Зб элемента ИЛИ 33 от коллектора закрытого транзистора. При закрытом транзисторе

I пи ганне базовых цепей производится через открытый диод 34, а при закрытом транзисторе 2 — через открытый диод 36. Диод 35 при этом закрыт нулевым уровнем напряжения на аноде.

Таким образом, предлагаемый мультивибратор с цифровым управлением, как и прототип, осуществляет цифровое управление частотой следования выходных импульсов. Однако предлагаемый мультивибратор обладает более высокой устойчивостью в работе при изменении управляющего кода от значения Л,=О к значению Л,,=,Ф=О.

Частотный диапазон предлагаемого мультивибратора определяется сверху частотными свойствами транзисторов, а снизу — коэффициентом усиления этих транзисторов. Влияние коэффициента усиления транзисторов заключается в том, что при значительном увеличении емкости времязадающих конденсаторов происходит искажение формы выходных импульсов.

5 Диапазон изменения частоты и разрядность цифрового регистра 32 управления в предлагаемом мультивибраторе определяется стабильностью входящих в него элементов.

Формула изобретения

Мультивибратор с цифровым управлением по авт. св. № 517140,,отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости в работе, в него введены п-входовый и трехвходовый

15 диодные элементы ИЛИ, выход трехвходового дподного элемента ИЛИ соединен с времязадающими регистрами, первый и второй входы трс входового диодного элемента ИЛИ соединены с коллекторами транзисторов соответствующих плеч мультивибратора, а третий вход трехвходового дподного элемента ИЛИ соединен с выходом п-входового элемента ИЛИ, входы которого соединены с соответствующими разрядными выходами цифрового регисгра

25 управления.