Генератор импульсов

Генератор импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социапистическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCNOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()951662 (6l) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 06.11.80(2I) 3001647/18-21 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15.08 82- Бюллетень №30

Дата опубликования описания 17.08.82 (51) М. Кл.

Н 03 К 3/282 аЬеудерстееииый комитет ссср . ао делам иаооретеиий и открытий (53) УД К<621. .374(088.8) (72) Авторы изобретения

И. И. Дикарев и Г. И. Шишкин (71) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматИки и вычислительной техшпси в качестве задакецего генератора низкой частоты. ,5

Известен мультивибратор на полевом и бжтолярном транзисторах, содержащий инвертор на полевом транзисторе с изолированным затвором и инвертор на биполярном транзисторе, включенные по 1о кольцевой схеме с одной резистивно-ем- . костной связью и одной емкостной связью, образованной хронирующей емкостью. Затвор полевого транзистора через две параллельные цепи, состоящие каждая из последовательно включенных диода и резистора, подклточен к средней точке резистивного делителя, подсоединенного между полюсом источника питания и обшей шиной, причем диоды в параллельных ge 20 пях включены встречно t 1) .

Недостатком указанной, схемы является вы.окая вероятность срыва колебания

2 за счет выхода рабочей точки — значения, к которому стремится установиться потенциал на затворе — из области активной работы схемы, вследствие малой ширины этой области под действием факторов эксплуатации (температуры, старения элементов, колебаний напряжения источника питания и др.).

Наибопее близким по технической сущности к предлагаемому является генератор, импульсов, содержащий инвертор на полевом транзисторе и инвертор на Сиполярном транзисторе, включенные по кольцевой схеме с одной непосредственной свя« зью и одной емкостной связью, образ<>ванной хронирующим конденсатором, две параллельные цепи, состоящие каждая из последоватепьно включенных диодов и хронируюшего резистора, подключенные одним концом к затвору полевого транзистора, à другим — к средней точке резисторного делителя, подключенного между полюсом источника питания и обшей шиной, причем диоды в параллель ° > М16

НЫХ ЦЕПЯХ В1Ц1ЮЧЕП1,1 1Я.тРЕ111О, ДОПОЛНИтель! и 111 61111 1ж 111111 ь1 Й i Р ы1:1g1GToP ДРУГОГО тити проводимости ц даполщг1ельный резистивпь1й д1.;111ти11., причем база дополнительного трапзистора подключена к 5 части ксллекторной нагрузки инвертора па биполярном тразисторе, коллектор— к средней точке резистивного делителя, эмиттер — к общей шине, дополнительный, резистивный делитель подключен между 10 полюсом источника питания и общей щиI йой, а его средняя точка подключена к истоку полевого транзистора (2J .

Данное устройство характеризует неопределенность начальной фазы колебаний щи включении питания, так как при нарастании напряжения питания в схеме могут иметь место две cHTyaItKE: первая— полевой транзистор закрывается раньше, чем открывается связанный с его выходом бипспярный транзистор, в этом случае первый пслупериод колебаний характеризуется закрытым состоянием всех транзисторов схемы; вторая - биполярный транзистор, связанный с выходом полево- 5 го транзистора, открывается раньше, чем закрывается полевой транзистор, в этом случае первый полупериод колебаний характеризуется открытым состоянием всех транзисторов схемы, Очевидно, что та или иная начальная фаза колебаний

30 связана с величинами напряжения отсеч— ки полевого транзистора и порога открывы1ия связанного с его выходом биполярного транзистора. С учетом реального разброса этих параметров начальная фаза колебаний генератора может изменяться от образца к образцу. Другим недостатком указанной схемы генератора является сравнительно высокая частота генерируемых колебаний и низкие функциональные возможности. ! к которому стремится; потенциал истока по11евого транзистора, было равно и +

+ U(ö с 1 т де Е - напряжение питания схе мы, U г — напряжение отсечки полевого отс транзистора. При этом начальная фаза колебаний генератора может быть любой, в зависимости от значений напряжения

Отсечки полевого транзистора и порога открывания связанного с его выходом инв ертора.

Кроме того, понижение частоты гена рируемых колебаний достигается за счет гого, что опрокидывание схемы в каждом из полупериодов колебаний происхолет DpH разных потенциалах на истоке: при открытых транзисторах инвертором схемы этот потенциап близок к напряжению отсечки, при закрытых - к величине напряжения питания. Следовательно, по сравнению с известной схемой генератора возрастает амплитуда напряжения на хронирующем конденсаторе, т.е. возрастает период колебаний.

В 1тредлагаемой схеме в процессе опрокидывания участвует дополнительное кольцо положительной обратной связи, в которое входит второй инвертор, увеличи1 ающее коэффициент передачи схемы.

Поэтому о сравнению с известной схемой здесь без принятия дополнительных мер улучшено выпопнение условия само55

Цель изобретения -- расширение функциональных возможностей, обеспечение зависимости начальной фазы колебания генератора от параметров элементов схемы и снижение пределов частоты генерируемых колебаний, Пос".гавленная цель достигается тем, что в схеме генератора импульсов, содержащего два инвертора, соединенных последовательно, и палевой транзистор, сток которого подключен ко входу первого инвертора и через резистор - к полюсу источника питания, исток — к средней .точке первого резистивного делителя, подключенного одним выводом к полюсу источника питания, затвор через ограничитепьный резистор соединен; с одной

62 .ф обкладкой хронирующего конденсатора и одним выводом хронирующего резистора, вторая обкладка хронирующего конденсатора соединена с выходом первого инвертора, один вывод второго резистивного делителя подключен к общей шине, второй вывод хронирующего резистора подключен к средней точке второго резистивного делителя, соединенного последовательно с первым, а к общей точке первого и второго резистивных делителей подключен выход второго инвертора.

В предлагаемой схеме генератора импульсов задание при формировании опного из полупериодов колебаний значения потенциала истока, близким к величине напряжения питания не препятствует выпал нению условия оптимальной настройки схемы с точки зрения получения максимальной стабильности частоты. Указанное условие заключается в равенстве крутизны экспоненциальных кривых пере заряда хронирующего конденсатора в точках опрокидывания схемы {условие компенсации изменения полупериодов) . Для схемы известного устроиства выполнение этого условия требует, чтобы значение, 5 051602 возбуждения, уменьшены фронты генери-: и руемых сигналов. б

На чертеже представлена схема предлагаемого генератора.

Сток полевого транзистора 1 соединен со входом инвертора 2 и через режстор 3 с полюсом источника 4 питания. Выходы инвертора 2 соединены со входом инвертора 5 и с одним концом хронирующего конденсатора 6, другой конец которого через режстор 7 соединен с затвором полевого транжстора 1, а через резистор 8 — со средней точкой резистивного Делителя на резисторах 9 и 15

10. Резистор 9 другим выводом подключен к общей шине 11, режстор 10 другим выводом подключен к выходу инвертора 5 и через резистор 12 — к истоку полевого транзистора 1. Исток полевого

20 транжстора 1 через режстор 13 соединен с полюсом источника 4 питания.

Генератор импульсов работает следующим образом.

При нарастании напряжения питания 25 между точками источника пигания и шиной

11 схемы полевой транзистор сначала открыт, напряжение 0 и увеличивается, стремясь к значению, близкому к величине напряжения питания. При возрастжии 50 напряжения Оиз вели ины напряжния отсечки полевой транзистор 1 закрывается.

При этом на входе инверторв 2 напряжение не превышает величины порога откры« ватп я инвертора 2, инверторы 2 и 5 закрыты. Это состояние сохраняется в течение всего полупериода колебании.

Заряд конденсатора 6 осуществляется через резисторы 13, 12, 10 и 8 и через выходное сопротивление инвертора 2.

В процессе заряда конденсатора 6 возрастает потенциал на затворе. полевого транзистора 1. При достижении напряжением между затвором и истоком напряжения отсечки полевой транзистор 1 от- 45 врывается, на выходе инвертора 2 устанавливается высокий поте!щивл, на выходе ннвертора 5 — низкий потенциал.

Конденсатор 6 перезаряжвется через выходное сопротивление инвертора 2, резисторы 8 - 10 и выходное сопроч .ивление ннвертора 5. Зв счет появления низкого потенциала на выходе инвертора

5 значение квазиустойчивого потенциала истока транзистора 1 понижается до ве55 личины, близкой к напряжению его отсечки.

Это обстоятельство приводит к тому, что закрывание полевого транжстора 1 роисходит при потенциале нв затворе, лизком к нулевому. f3 следующем полупериоде колебаний полевой транзистор 1 закрыт, на выходе инвертора 2 присутствует низкий потенциал, нв выходе инвертора 5 и на истоке полевого транжстора 1 - высокий потенциал. Последнее приводит к тому, что открывание полевого транзистора 1 происходит при потенциале на затворе, близком к величине E- 0 c, где Е - напряжение питания схемы U отс — напряжение отсечки полевого транзистора. Перезаряд конденсатора 6 осуществляется через режсторы

13, 12, 10 и 8 и выходное сопротивление инвертора 2. В дальнейшем процессы в схеме повторяются.

3а счет того, что потенциал на затворе полевого транзистора, при котором происходит его закрывание, киже потенциала на затворе, при котором происходит открывание, в указанной схеме увеличивается амплитуда напряжения на хрони-, рующем конденсаторе, т.е. увеличивается период колебания. Резистор является нагрузкой полевого трвнжстора 1. Резистор .

7 служит для ограничения тока затвора открытого полевого транзистора 1.

Предложенная схема позволяет обеспечить определенную начальную фазу колебаний независимо от параметров элементов схемы и при этом обеспечить в схеме условия, при которых изменения длительностей полупериодов в каждой из фаз генерации, возникающие под действием факторов эксплуатации (изменения температуры окружающей среды, напряжения питания и т,д.), примерю равны и имеют разные знаки, т.е. выполняется условие компенсати изменения полупериодов, при этом в схеме реализуется максимально возможная стабильность частоты. Одновременно с этим в схеме реализуется более низкая по сравнению с прототипом частотв колебаний, являющаяся следствием увеличения амплитуды колебаний, напряжения на хронирующем конденсаторе.

Расчеты показывают, что при напряжении питания схемы Е-10В; напряжении отсечки Оо с = 1В минимальное значение частоты колебаний снижается на 13 .

Использование предлагаемой схемы позволяет улучшить точностные характеристики и дает определенный выигрыш в габаритновесовых характеристиках разрабатываемой аппаратуры;

7 951662 8

Ф о р м у л а и з о б р е т е í и я нальных возможностей и снижения низкоГенератор импульсов, содержащий два го пРедела частоты генерпРУемых нминвертора, соедИненных последовательно пульсов, BTopoA вывод х х6 щ>у с ц ч о и плевой триср, cTOK Kmoporo под- ñòoðà под ючен к средней то второ почен к входу первого инвертора и че- 5 го резистивного делителя. соединенного рез резистор - к полюсу источника пи последовательно с первым, а к обшей ,ния, исток — к средней точке первого ре точке первого и второго резистивных moro депителя, подключенного од- делителей подключен выход второго me выводом к полюсу источника питания sepTopa. затвор через ограничительный резистор 10 соединен с одной обкладкой xpo его Источники информации, кбнден ора и Одни вы од риру прие во вине при экжерзе щего Резистора вторая обкладка хрони- 1. Авторское свидетельство СССР

Иккцего конденсатора соединена с выхо- И 422080, кл. H 03 К 3/29, дом первого ннвертора, один вывод вто- 11.04.75. рого резистивного делителя подключен к 2. Авторское свидетельство СССР обшей шине, отличающийся _#_c 738108, кл. Н 03 К 3/282, тем, что, с целью расширения функцио- 08.02.78.

Составитель В. Шагурин

Редактор N. Келемеш Техред А,Ач Корректор А. Дэятко

Заказ 5971/73 Гираж 959 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5 ипил ППП Патент, r. Ужгород; ул. Прожтная, 4