Мультивибратор

Мультивибратор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(iii 738l06

О и е-А-Й-Й- е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.02.76 (21)2575299/18-21 (5! )М. Кл. с присоединением заявки №(23) Прио итет

Н 03 К 3/28

Гасударственный квмитвт

Опубликовано 30.05.80. Бюллетень ¹ 20 иа делам изобретений и атирытий (53 ) УЙК 6 21.374. .01 1(088.8) Дата. опубликования описания 02.06.80 (72) Автор изобретения

В. Н. Семенычев (71) Заявитель (54) МУЛЪТИВИБРАТОР

1 .Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники.

Известен мультивибратор, содержащий два триггера, выполненные на логических элементах И-НЕ, времязадающий конден- . сатор, два диода, катоды которых соеди .нены с выходами первого триггера, а выходы второго триггера подсоединены к сото ответствующим входам первого 1 .

Известное устройство обладает недостаточной стабильностью частоты повторения импульсов, невозможностью получения независимой, плавной электронной регули l5 ровки как длительности, так и скважности генерируемых импульсов.

Известен мультивибратор, содержащий триггер на логических элементах И-НЕ, два ипвертора, два конденсатора, два дио- зО да (2).

Недостатком этого устройства является невозможность получения независимой, плавной электронной регулировки длитель2 ности и скважности генерируемых импульсов.

Цель изобретения - обеспечение независимой электронной перестройки длитель ности и скважности импульсов..

Указанная цель достигается тем, что в мультивибратор . содержащий триггер на логических элементах И-НЕ, два инвер- .: тора, два конденсатора и два диода, выходы триггера соединены с установочными входами противоположных плечей через . упомянутые диоды и инверторы, соединенные последователъно, а к точкам соединения: анодов диодов с входами инверторов подключены первые обкладки двух конденсаторов, введены четыре доттолнительных диода, два транзистора и четыре резистора, причем базы транзисторов через первый и второй резисторы подключены к выходам триггера, коллекторы - к источникам управляющего напряжения, а эмиттеры - к вторым обкладкам конденсаторов и через параллельно соединенные третий резистор и первый дополнительный диод у четвер30

3 73810 тый резистор и второй дополнительный диод — к установочным входам триггера и выходам инверторов, вход запуска подключен к катодам третьего и четвертого дополнительных диодов, аноды которых под,ключены к первым обкладкам конденсаторов, входам инверторов и анодам диодов.

С целью обеспечения режима самовозбуждения, в данный мультивибратор может быть. введен логический элемент И»НЕ, 10 входы которого подключены к выходам триггера, а выход через пятый дополнительный диод подключен к катодам третьего и четвертого дополнительных диодов. 15

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема мультивибрато1 ра; Йа фиг. 2 — диаграммы напряжений в различных точках устройства.

Мультивибратор содержит триггер 1, 20 выполненный на логических элементах ИЙЕ 2 и 3, диоды 4-10, конденсаторы

11 и 12, резисторы 13-16, транзисторы 1 и 18 и логические элементы HE 19 и 20, И-НЕ 21, зажиМ 22 запуска 25 (установки исходного состояния мультивибратора), зажимы 23 и,24 для подключения источников управляющих напряжений, выход 25 мультивибратора.

Мультивибратор работает следующим образом.

После подачи напряжения питания (фиг. 2 а-ж, момент 1, ), поскольку конденсаторы 11 и 12 разряжены, на входах лсгических элементов И-НЕ 2 и 3 35 сохраняется низкий потенциал, вследствие чего на их выходах устанавливаются уровни логической 1 (высокий потенциал). B случае отсутствия в мультивибраторе логического элемента И-НЕ 21 и при уров- 40 не логической 1 на зажиме 22 (фиг. 2а) на выходах логических элементов И-НЕ

19 и 20 устанавливаются уровни логического О, (фиг. 2 г,д), которыми поддерживаются уровни логической 1 на вы- 45 ходах логических элементов И-НЕ 2 и 3 (фиг. 2б, в). Импульсы на выходе мультивибратора в этом случае отсутствуют, При подаче на зажим 22 импульса

50 уровня логического О (фиг, 2а, момент ) на выходах логических элементов НЕ

19 и 20 устанавливаются уровни логической 1 (фиг. 2r, д, момент 41), При этом триггер 1 принимает одно из двух устой55 чивых положений, при которых на выходе логического элемента .И-НЕ 2 либо 3 устанавливается уровень логического О.

Предйоложим, что на выходе логического

6 4 элемента И-НЕ 3 устанавливается уровень логического 0 .(фиг, 2в), при этом на выходе логического элемента И-НЕ 2 устанавливается уровень логической 1 (фиг, 26). Зля того, чтобы триггер 1 принял определенное исходное состояние, зажим

22 необходимо подключить к третьему входу либо логического элемента И-НЕ 2, либо 3, Эта связь на фиг. 1 показана пунктиром. Уровнем логической 1 с выЪ хода логического элемента И-НЕ 2 открывается транзистор 17, при этом конденсатор 11 заряжается по цепи; "плюс источника управляющего напряжения (зажим

23), малое сопротивление открытого транзистора 17, диода 5, малое выходное сопротивление логического элемента И-НЕ, 3, на выходе которого при этом низкий потенциал.

Напряжение на эмиттере транзистора

17 возрастает по экспоненциальному закону (фиг. 2е, момент t, — Ф. < ). Дополнительно конденсатор 11 заряжается по цепи: плюс" источника питания, малое выходное сопротивление запертого логического элемента НЕ 19, резистор 14, малое сопротивление открытого диода 8, зажим 22, на котором в этот момент низкий потенциал (уровень логического О), причем постоянная времени этой цепи в несколько раэ превышает постоянную времени цепи, в которую входит транзистор 17.

Конденсатор 12 в этот интервал времени заряжается по цепи; "плюс" источ-. ника питания, малое выходное сопротивле« ние запертого логического элемента HE

20, резистор 16, малое сопротивление оч крытого диода 9 зажим 22 (фиг, 2ж, интервал t„-<> ). Транзистор 18 при этом заперт, так как на выходе логического элемента И-НЕ 3 поддерживается уровень логического О (фиг. 2в).

В момент окончания входного импульса нв зажиме 22 (фиг. 2в, момент t4 ), на катодах диодов 8 и 9 устанавливается уровень логической 1, вследствие чего диоды 8 и 9 запираются и отключают входы элементов HE 19 и 20 от зажима 22.

Поскольку после окончания входного импульса на выходе логического элемента

И-HE 2, сохраняется уровень логической

1, то диод 6 оказывается запертым. С этого момента конденсатор 12 разряжается через диод 7, входную и выходную цепь логического элемента HE 20, который при этом оказывается охвачен глубокой отрицательной обратной связью через конден106, 6 уменьшении управляющего напряжения, напряжейие на эмиттере транзистора 16 также понизится (фиг. 2е, момент Ф7). Если момент понижения управляющего напряжения ! 1 оказывается внутри интервала формирования импульса логического 0 с выхода логичес« кого элемента И-НЕ 3, то после окончания ймпульса (после опрокидывания трит гера 1), напряжение на выходе логического элемента НЕ 19 скачком уменьшается до напряжения управляющего источника (зажим 23), после чего по линейному закону убывает до напряжения запирания логического элемента И HE 2 (фиг, 2г, момент ), Так как скорость разряда конденсато-ра 11 при его разряде сохраняется постоянной, длительность формируемого импульса пропорциональна напряжению управляю= щего источника. При уменьшении управляющего напряжения уменьшается длитель-. ность импульса логического 0 на выходе логического элемента И-НЕ 2, так как для разряда конденсатора 11 при этом требуется меньшее время. Аналогичным обра« зом зависит длительность импульса логическо1о 0 на зажиме 25 от напряжения . управляющего источника, подключенного к зажиму 24.

5 738 с а тор 1 2. Напряжение на вых оде логического элемента И-НЕ 20 убывает по линейному закону (фиг, 2д, интервал г., — ф,-).

На выходе логического элемента И-ЙЕ

- 19 в этот интервал времени сохраняется уровень логической 1, поскольку на выходе логического элемента И-НЕ 3 -. уровень логического О.

Уровень логического О на выходе логического элемента И-НЕ 3 сохраняется

1О до момента, при котором напряжение навыходе логического элемента НЕ 20 уменьшается до напряжения запирания логического элемента И-HE 3. При повышении потенциала на выходе логического элемен15 та И-НЕ 2 происходит скачкообразное опрокидывание триггера 1, в результате которого на выходах логических элементов И-НЕ 2 и 3 устанавливаются уровни г 2О логического О и логической 1 соответственно (фиг. 26, в момент времени 45).

На выходе логического элемента НЕ 20 устанавливается уровень логической 1 (фиг. 2д, момент t ), запирается диод

7, а уровнем логической 1 с выхода логического элемента И-НЕ 3 открывается транзистор 18. С этого момента конден- . сатор 12 восстанавливает заряд по цепи.

"плюс" источника управляющего напряжения (зажим 24), открытый транзистор

18, диод 6, малое выходное сопротивле .ние логического элемента И-НЕ 2, на выходе которого в этот момент низкий потенциал, с этого же момента (с момента 1 ) конденсатор 1 1 разряжается по линейному закону через диод 4, входную, и выходную цепи логического элемента

НЕ 19. Разряд происходит до момента опрокидывания триггера 1 в исходное состояние, при котором на выходе логического элемента -HE 2 устанавливается уровень логической 1 (фиг. 26, момент ь), а на выходе элемента И-НЕ 3 уровень логического О (фиг. 2в, момент

). йалее описанные процессы периоди- 45 чески повторяются вплоть до подачи на зажим 22 импульса логического О, которым автоколебательный режим мультивибратора срывается, Длительнос ть импульсов логического 50

О на выходе логического элемента И-НЕ

2 равна интервалу времени, в течение которого потенциал на выходе логического элемента НЕ 19 понизится до напряжения

55 управляющего источника, подключенного к зажиму 23, до напряжения запирания логического элемента 23, до напряжения запирания логического элемента И-НЕ 2. При

При изменении управляющих напряжений от уровня логического 0 до уровня логической 1 длительность импульсов, формируемых . мультивибратором, изменяется от минимальной величины, определяемой быстродействием применяемых логических элементов И-HE 2 и 3, НЕ 19 и 20, частотными свойствами применяемых диодов и транзисторов, до максимальной величины, определяемой постоянной времени разряда конденсаторов 11 и 12. Если выводные импульсы логического 0 снимаются с аажима 25 и при этом необходимо изменять скважнссть импульсов, сохраняя постояйной их длительность, напряжение управляющего источника, подключенного к зажиму

24, поддерживается постоянным, а напряжение источника, подключенного к зажиму

23, соответствующим образом изменяется.

Если необходимо изменять длительность формируемых импульсов„сохраняя иэ скважность, зажимы 23 и 24 либо через делитель напряжения подключаются к одному источнику управляющего напряжения (через делитель напряжения, выполненный, ! например, на резисторах для установки требуемой длительности импульсов и скважности), либо зажимы 23 и 24 объединяются и подключаются к одному источнику уп-, равляющего напряжения, при этом требу« изобретения 4О

Формула

1. Мультивибратор, содержащий трит»

rep на логических элементах И-НЕ, два

7 7381 емые длительносгь и скважность устанавливаются соответствующим выбором постоянных времени разряда конденсаторов

11 и 12.

Для автоматического запуска мульти« вибратора выход логического элемента

И-HE 21 через диод 10 подключается к зажиму 22. После подачи напряжения питания на выходах логических элементов

И-НЕ 2 и 3 устанавливаются уровни ло- 10 гической 1, вследствие чего на выходе логического элемента И-НЕ 21 устанавливается уровень логического О, которым запускается мультивибратор. Для срыва автоколебательного режима мультивибра- 1з тора импульсы запуска подаются на зажим

22.

Начальные длительность и скважность импульсов, формируемые мультивибратором, регулируются соответствующим выбором щ величин емкостей конденсаторов 11 и 12.

При выполнении предлагаемого мультивибратора на потенциальных логических элементах 136 серии изменение управляющего напряжения от уровня логического 0 25 до уровня логической 1 (на одном иэ зажимов 23 или 24 приводит к увеличению длительности формируемых импульсов в

5-6 раз, что соответственно приводит к изменению скважности формируемых им- 30 пульсов.

Изменение в 3,5 раза длительности формируемых импульсов путем одновремен ного, согласованного изменения управля-. ющих напряжений (например, через делитель напряжения от одного источника) при-, водит к изменению скважности формируе- мых импульсов лишь на 0,1 от первоначальной величины.

06 8 инвертора, два конденсатора и два диода, выходы триггера соединены с установочными входами противоположных плечей через упомянутые диоды и йнверторы, соединенные последовательно, а к точкам соединения анодов диодов с выходами инверторов подключены первые обкладки двух конденсаторов, отличающийся тем, что, с целью обеспечения независи мой электронной. перестройки длительности и скважности импульсов, в него введе-, ны четыре дополнительных диода, два транзистора и четыре резистора, причем базы транзисторов через первый и второй резисторь1 подключены к выходам триггера, коллекторы - к источникам управляющего напряжения, а эмиттеры — к вторым обкладкам конденсаторов и через параллельно соединенные третий резистор и первый дополнительный диод и, четвертый резисторы и второй дополнительный диод— к .установочным входам триггера и выходам инверторов, вход запуска подключен к катодам третьего и четвертого дополнительных диодов, аноды которых подключены к первым обкладкам конденсаторов, входам йнверторов и анодам диодов. 2, Мультивибратор по и. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения режима самовозбуждения, в него введены логический элемент НЕ-И, входы которого подключены к выходам триггера, а выход через пятый дополнительный диод подключен к катодам третьего и четвертого дополнительных диодов, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 473282, кл. 2 Н 03 К 3/81, 22.06.73.

2. Авторское свидетельство СССР № 482878, кл. 2 Н 03 К 5/01, 24.04,72.

738106

7 . 8

Составитель В. Бугров

Редактор В. Романенко ТехредН.Ковалева Корректор Г, Решетник

Заказ 2574/10 Тираж 995 Подписное

ILHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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