Формирователь сигналов специальной формы
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
)5 Н 03 К 4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГННТ СССР 41 4с НИЯ 1с У СВИДЕТЕЛЬСТВ(54 НОЙ (57 ОР 1 ИР ОВАТР 1 Б Изобретение отно ехннке и может б ушичев ои вто ель те(56) Авторское свидетеУ 1095370, кл. Н 03 КАвторское свидетельК 1370740, кл. Н 03 К расш стей ал о- ия вания трапеце ально-треугол возмо дальн с Ж ОПИСАН д ВТОРСКОМ ИЗОБР ьство СССР/06, 1986. устроиствах ой техники.рение функци устройства э жности формиого, трапеце ГНАЛОВ СПЕЦИАЛЬтся к импульс ть использоваатики и измериизобретения ных возможн т обеспечен30 Формула изобретения 40 Формирователь сигналов специальной формы, содержащий первую и вторую КС-цепи, входы которых объединены и подключены к входам первого и второ- ГО Входных ключейа ВыхОды подключе 45 ны соответственно через первый и второй ключи к общей шине, первый сумматор, первый и второй запоминающие элементы, первый и второй выходные ключи входы которых соединены соотЭ50 ветственно с выходами первого и второго запоминающих элементов, а выходы подключены к первому входу первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого входного ключа, третий вход соединен с выходом второго входного ключа, а выход соединен с входами первого и второго запоминающих элементов, первый и втоальный контроль. При этом периодическое погасание элемента 44 индикации совпадает с моментом начала формирования указанных напряжений а моУ5 мент включения совпадает с моментом окончания формирования выходного напряжения на выходной шине 64 устройства, В исходном состоянии схемы элемент 44 также включен.ОПредлагаемое устройство по сравнению с црототипом обеспечивает не только формирование симметричного треугольного напряжения, но и обеспечивает формирование высокоста" бильного сигнала трапецеидальнотреугольной формы, трапецеидального напряжения и пилообразного напряжения. Кроме того, сформированные напряжения отличаются высокой стабильностью, так как их параметры определяются суммарной нестабильностью коэффициентов передачи сумматоров и согласующих усилителей запоминающих элементов, При использовании в схеме формирователя трапецеидально-треугольного напряжения высокоточных резисторов легко достижима суммарная нестабильность коэффициентов передачи, не превышающая 1 Х, При этом исключена временная нестабильность параметров схемы, обусловленная временной нестабильностью и значением емкости конденсаторов, что позволяет более чем на порядок повысить временную стабильность выходного сигнала формировате 35 ля. рой ограничительные резисторы, третий, четвертый, пятый и шестой ключи, первый и второй счетчики импульсов, с первого по третий элементыНЕ, первый и второй элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, источниквходного напряжения, тактовый генератор, второй сумматор и с первого пошестой элементы ЗАПРЕТ, прямой входпервого элемента ЗАПРЕТ соединен спервым выходом тактового генератора,с прямыми входами второго и третьего элементов ЗАПРЕТ, с первым входомпервого элемента И, со счетным входом первого счетчика импульсов и суправляющими входами первого выходного ключа и второго запоминающего элемента, выход - с управляющим входомвторого входного ключа, а инвертирующий вход первого элемента ЗАПРЕТсоединен с инверсным выходом первого счетчика импульсов, вход установки в нулевое состояние которого соединен с входом установки в нулевое,состояние второго счетчика импульсов,а прямой выход - с инвертирующими входами второго и третьего элементов ЗАПРЕТ, через первый элемент НЕ - спрямым входом четвертого элемента ЗАПРЕТ, через второй элемент НЕ - синвертирующим входом пятого элементаЗАПРЕТ, а также соединен с вторымвходом первого элемента И, выход которого соединен с управляющим входомтретьего ключа и первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом четвертогоэлемента ЗАПРЕТ, а выход - с управляющим входом четвертого ключа, входкоторого соединен с выходом второйКС-цепи и через последовательно соединенные первый ограничительный резистор и третий ключ - с общей шиной,первый и второй входы второгосумматора соединены с выходами пятого и четвертого ключей .соответственно, третий вход соединен с выходомпервого запоминающего элемента,четвертый вход - с выходом второго запоминающего элемента, выход - спервой выходной шиной, при этом вход пятого ключа соединен с выходом первойКС-цепи и через последовательно соединенные второй ограничительный резистор и шестой ключ - с общей шиной, а управляющий вход - с выходомвторого элемента ИЛИ,.первый входкоторого соединен с выходом третьего элемента НЕ, второй вход - с выходом пятого элемента ЗАПРЕТ, прямойвход которого соединен с управляющимвходом шестого ключа и с выходомвторого элемента И, первыи вход коч5торого соединен с входом третьегоэлемента НЕ, с инвертирующими входами четвертого и шестого элементовЗАПРЕТ и с прямым выходом второгосчетчика импульсов, второй вход - спрямым входом шестого элемента ЗАПРЕТ,со счетным входом второго счетчика импульсов, с вторым выходом тактового генератора и с управляющимивходами второго выходного ключа ипервого запоминающего элемента,причем выход второго элемента ЗАПРЕТсоединен с управляющим входом первого входного ключа, а также содержащий шину установки исходного состояния, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены спервого по пятый выключатели, третий 25элемент И, с третьего по пятый счетчики импульсов, первый и второй триггеры, элемент индикации, с первогопо четвертый одновибраторы, с третьего по седьмой элементы ИЛИМ седьмои 30восьмой и девятый ключи, третий ограничительный резистор и седьмой ивосьмой элементы ЗАПРЕТ, причем прямой вход седьмого элемента ЗАПРЕТ соединен с вторым выходом тактового генератора, инвертирующий вход - с инверсным выходом первого счетчика импульсов, а выход через первый выключатель соединен со счетным входом -.третьего счетчика импульсов, прямойвыход которого соединен с первым входом третьего элемента И, второй входкоторого соединен с прямым выходомчетвертого счетчика импульсов и черезпервый одновибратор - с первым входомтретьего элемента ИЛИ, а выход черезвторой одновибратор соединен с первымвходом четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с первымвходом пятого элемента ИЛИ и с выходом третьего одновибратора, третий50 вход - с вторым входом пятого элемента ИЛИ и с шиной установки исходного состояния, а выход - с входамиустановки в нулевое состояние второго, третьего, четвертого и пятогосчетчиков импульсов, с первыми входами шестого и седьмого элементов ИЛИ,с управляющими входами тактового генератора, седьмого и восьмого ключейи с единичным входом первого тригге-тра, нулевой вход которого соединенс выходом третьего элемента ИЛИ, прямой выход - с входом элемента индикации, а инверсный выход - с управляющим входом девятого ключа и черезчетвертый одновибратор - с нулевымвходом второго триггера, единичныйвход которого соединен с выходом пятого элемента ИЛИ, а инверсный выход - с инвертирующим входом восьмого элемента ЗАПРЕТ, выход которогосоединен с вторым входом третьегоэлемента ИЛИ, а прямой вход черезвторой выключатель соединен с первымвыходом тактового генератора, который через третий выключатель соединен со счетным входом четвертого счетчика импульсов, а через четвертыйвыключатель - со счетным входом пятого счетчика импульсов, прямой выход которого соединен с входом третьего одновибратора, при этом источник входного напряжения через пятыйвыключатель соединен с входами первого и второго входных ключей, второй вход шестого элемента ИЛИ соединен с выходом третьего элемента ЗАПРЕТ, а выход - с управляющим вхо-.дом второго ключа, второй вход седьмого элемента ИЛИ соединен с выходомшестого элемента ЗАПРЕТ, а выход -с управляющим входом первого ключа, причем седьмой и восьмой ключиподключены соответственно параллельно конденсаторам первого и второгозапоминающих элементов, а выход второго сумматора через последовательно соединенные третий ограничительный резистор и девятый ключ соединенс второй выходной шиной.1550604 Парфе акт ар оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101.Заказ 27ВНИИПИ Го Составитель А.СмирновТехред М,дидык КорректорМ. Максимишине Тираж 659 Подписноеенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/51550604 25 30 35 40 45 50 го и пилообразного напряжений, Для этого в устройство, содержащее входные ключи 1 и 22, ключи 13, 17, 27, 29, 36, 38, сумматоры 6 и 19 запоУ5 минающие элементы 4 и 7, выходные ключи 8 и 9, КС-цепи 14 и 18, резисторы 28 и 37, счетчики 20 и 30, элементы НЕ 24, 33 и 34, элементы И 23 и 31, элементы 12 и 16; источник 3 входного напряжения, тактовый генератор 5, элементы ЗАПРЕТ 10, 11, 159 21, 25, 32 введены выключатели 39, 47, 54 и 56, элемент И 49, счетчики 40, 48 и 57, триггеры 43 и 60, элемент 44 индикации, одновибраторы 4 1, 50, 58, 61, элементы ИЛИ 26,35, 42, 51, 59, ключи 45, 52, 53, резистор 62, элементы ЗАПРЕТ 46 и 55ТраИзобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и измерительной техники,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройстваза счет обеспечения возможности формирования трапецеидального, трапецеидально-треугольного напряжений ипилообразного напряжения.На фиг.1 показана структурная схема предлагаемого устройства;на фиг.25 - временные диаграммы, поясняющиеработу устройства,Устройство содержит первый входной ключ 1, первьш выключатель 2, ис.точник 3 входного напряжения, первьй запоминающий элемент 4, тактовыйгенератор 5, первый сумматор 6, второй запоминающий элемент 7, первыйи второй выходные ключи 8 и 9, первыйи второй элементы ЗАПРЕТ 10 и 11,первьш элемент ИЛИ 12, первый ключ 13,первую КС-цепь 14, третий элементЗАПРЕТ 15, второй элемент ИЛИ 16,второй ключ 17, вторую КС-цепь 18,второй сумматор 19, первый счетчик20 импульсов, четвертый элемент ЗАПРЕТ 2 1, второй входной ключ 22,первьй элемент И 23, первый элементНЕ 24, пятьй элемент ЗАПРЕТ 25, третий элемент ИЛИ 26, третий ключ 27,первый ограничительный резистор 28,четвертый ключ 29, второй счетчик30 импульсов, второй элемент И 31,пецеидальное, трапецеидально-треугольное и пилообразное напряженияформируются на шине 64 из треугольного напряжения, Формируемого на шине63 путем замыкания на требуемый интервал времени ключа 53. При формировании трапецеидального напряженияначало укаэанного интервала времени определяется заполнением счетчика 48, а конец интервала - заполнением счетчика 57. При Формированиитрапецеидально-треугольного напряжения начало интервала определяетсясчетчиком 48, а конец интерваласчетчиком 40. При формировании пилообразного напряжения длительность интервала определяется счетчиком 57,5 ил. шестой элемент ЗАПРЕТ 32, второй итретий элементы НЕ 33 и 34, четвертый элемент ИЛИ 35, пятый ключ 36,второй ограничительный резистор 37,шестой ключ 38, второй выключатель39, третий счетчик 40 импульсов, первый одновибратор 4 1, пятый элементИЛИ 42, первьш триггер 43, элемент 44 индикации, седьмой ключ 45, седьмойэлемент ЗАПРЕТ 46, третий выключатель 47, четвертый счетчик.48 импульсов, третий элемент И 49, второйодновибратор 50, шестой элемент ИЛИ51, восьмой и девятьй ключи 52 и 53,четвертый выключатель 54, восьмойэлемент ЗАПРЕТ 55, пятый выключатель56, пятый счетчик 57 импульсов, третий одновибратор 58, седьмой элемент ИЛИ 59, второй триггер 60, четвертый одновибратор 61, третий ограничительный резистор 62, первую ивторую выходные шины 63 и 64, шину65 установки исходного состояния.Вход первого входного ключа 1 через пятый выключатель 56 соединен с источником 3. Входы первого и второговыходных ключей 8 и 9 соединены соответственно с выходами первого и второго запоминающих элементов 4 и 7,а выходы подключены к первому входупервого сумматора 6, второй вход которого соединен с выходом первоговходного ключа 1, а выход соединен свходами первого и второго запоминающих элементов 4 и 7, Управляющие1550604 30 5входы первого выходного ключа 8 и второго запоминающего элемента 7 подключены к первому выходу тактового генератора 5, а управляющие входы второго выходного ключа 9 и перво 5 го запоминающего элемента,4 подключены к второму выходу тактового генератора 5, Выход второго элемента 11 соединен с управляющим входом входного ключа 1, прямой вход - с первым выходом тактового генератора 5, инвертирующий вход - с инвертирующим входом третьего элемента 15 прямой вход которого соединен с прямым входом элемента 11, а выход - с вторым входом шестого элемента ИЛИ 51, выход которого соединен с управляющим входом второго ключа 17, который подключен параллельно конденсатору вто рой КС-цепи 18, вход которой соединен с входом входного ключа 1. Шестой элемент 32 прямым входом соединен с вторым выходом тактового генератора 5, а выходом - с вторым входом седь мого элемента ИЛИ 59, первый вход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 51, а выход - с управляющим входом первого ключа 13, подключенного параллельно конденсатору первой РС-цепи 14, вход которой соединен с входом второй КС-цепи 18. Второй сумматор 19 третьим входом соединен с выходом запоминающего элемента 4, четвертым входом - с выходом запоминающего элемента 7. Счет 35 ный вход первого счетчика 20 соединен с первым выходом тактового генератора 5, инверсный выход - с инвертирующим входом первого элемента 40 10, выход которого соединен с управляющим входом второго входного клю.ча 22, вход которого соедийен с входом входного ключа 1. Прямой вход элемента 10 соединен с первым выхо дом тактового генератора 5, с прямым входом элемента 11, с первым входом первого элемента И 23, второй вход которого соединен с инвертирующим входом второго элемента 11, с прямым выходом счетчика 20 и через первый элемент НЕ 24 с прямым входом четвертого элемента 21, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ 12, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И 23, а выход с управляющим входом четвертого ключа 29, выход которого соединен с вторым входом 6сумматора 19, а вход соединен с выходом второй КС-цепи 18 и через последовательно соединенные первый ограничительный резистор 28 и третий ключ 27 с нулевой шиной, управляющий вход ключа 27 соединен с выходом элемента И 23. Второй счетчик 30 счетным входом соединен с вторым выходом тактового генератора 5, прямой выход счетчика 30 соединен с инвертирующим входом элемента 32, с инвертирующим входом элемента 21 и с первым входом второго элемента И 31, второй вход которого соединен с вторым выходом тактового генератора 5, а выход - с прямым входом пятого элемента 25, инвертирующий вход которого соединен с выходом второго элемента НЕ 33, вход которого соединен с прямым выходом счетчика 20, третий элемент НЕ 34 входом соединен с прямым выходом счетчика 30, а выходом - с первым входом второго элемента ИЛИ 16, второй вход которого соединен с выходом элемента 25, а выход - с управляющим входом пятого ключа 36, выход которого соединен с первым входом сумматора 19, а вход - с выходом первой КС-цепи 14, и через последовательно соединенные второй ограничительный резистор 37 и шестой ключ 38 с общей шиной. Управляющий вход шестого ключа 38 соединен с выходом элемента И 31. Первый выход тактового генератора 5 через третий выключатель 47 соединен со счетным входом четвертого счетчика 48, прямой выход которого через первый одно- вибратор 41 соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ 26, выход кото. рого соединен с нулевым входом перво. го триггера 43, прямой выход которого соединен с элементом 44, а инверсный выход - с управляющим входом девятого ключа 53. Седьмой элемент 46 прямым входом соединен с вторым выходом тактового генератора 5, инвертирующим входом - с инверсным выходом счетчика 20, а выходом через первый выключатель 2 - г счетным входом третьего счетчика 48, прямой выход которого соединен с первым входом третьего элемента И 49, второй вход которого соединен с прямым выходом счетчика 48, а выход через второй одновибратор 50 с первым вхо- дом четвертого. элемента ИЛИ 35, выход которого соединен с управляющим входом тактового генератора, 5, с первыми входами элементов ИЛИ 51 и59, с входами установки в ноль счетчиков 20, 30, 40, 48, с единичнымвходом триггера 43 и с управляющимивходами седьмого и восьмого ключей45 и 52 и с входами подключенныхпараллельно конденсаторами запоминающих элементов 4 и 7. Первый выходтактового генератора 5 через второйвыключатель 39 соединен с прямым входом восьмого элемента 55, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 26, Первый выход тактовогогенератора 5 через четвертый выключатель 54 соединен со счетным входомпятого счетчика 57, вход установкив ноль которого соединен с выходомэлемента ИЛИ 35, а прямой выход через третий одновибратор 58 - с вторымвходом четвертого элемента ИЛИ 35,с пе 1 вым входом пятого элемента ИЛИ42, второй вход которого соединен стретьим входом четвертого элемента 25ИЛИ 35, а выход - с единичным входомвторого триггера 60,инверсный выходкоторого соединен с инвертирующимвходом элемента ЗАПРЕТ 55, а нулевой вход через четвертый одновибратор 61 соединен с инверсным выходом триггера 43. Выход сумматора 19через последовательно соединенныетретий ограничительный резистор 62и девятый ключ 53 соединен со второйвыходной шиной 64 устройства. Перваявыходная шина 63 соединена с выходом сумматора 19. Шина 65 установкиисходного состояния устройства соединена с третьим входом четвертогоэлемента ИЛИ 35,Устройство работает следующим образом.Тактовый генератор 5 формирует. два импульсных напряжения, сдвинутых относительно друг друга(фиг,26) управляет работой выходного ключа 8, ключа второго запоминающего элемента 7, через элементы 10и 11 работой входных ключей 22 и 1,50через последовательность элементов15 и 51 работой ключа 17, через элемент И 23 работой ключа 27, а черезэлементы И 23 и ИЛИ 12 - работойключа 29,Импульсное напряжение (фиг.2 в) управляет работой выходного ключа 9,ключа первого запоминающего элемента 4, через элемент 32 и элемент ИЛИ 59 - работой ключа 13, через элемент И 31 - работой ключа 38, а через последовательность элементов И 31, элемента 25 и элемента ИЛИ 16 - работой ключа 36.При наличии положительных импульсов на выходах тактового генератора 5 ключи замыкаются, а при отсутстви импульсов размыкаются. Сумматор 6 по каждому входу имеет единичные коэффициенты передачи.Перед началом работы для установки устройства в исходное состояние на шину 65 подают короткий импульс (фиг. 2 а; 4 а), под действием которого через элемент ИЛИ 35 устанавливается в исходное состояние тактовый генератор 5, срабатывают ключи 45 и 52 и разряжают конденсаторы запоминающих элементов 4 и 7, устанавливается в единичное состояние триггер 43, вследствие чего включается элемент 44, а на инверсном выходе триггера 43 устанавливается логический ноль (фиг.36; 4 в; 56), устанавливаются в ноль счетчики 20, 30, 40, 48, 57, а дополнительно пройдя элементы ИЛИ 51, 59, указанный импульс приводит к срабатыванию ключей 13 и 17, которые разряжают конденсаторы КС- цепей 14 и 18 соответственно. Пройдя элемент ИЛИ 42, установочный импульс поступает на единичный вход триггера 60, вследствие чего на инверсном выходе триггера 60 устанавливается логический ноль (фиг.5 А), который поступает на инвертирующий вход элемента 55 и не влияет на его срабатывание.При установке в нулевое состояние счетчика 20 на его инверсном выходе устанавливается логическая единица, которая поступает на инвертирующий вход элемента 10 и запрещает его сра батывание. На прямом выходе счетчика 20 устанавливается логический ноль, который поступает на инвертирующие входы элементов 11 и 15 и не влияет на их срабатывание, что обеспечивает прохождение импульсов (фиг.26) на управляющие входы ключей 1 и 17. Пройдя через элемент НЕ 24, этот сигнал в виде логической единицы поступает на прямой вход элемента 21, который срабатывает и пропускает сигнал логической единицы на второй вход элемента ИЛИ 12, так как(2) выходное сопротивление сумматора 6;емкость конденсатора в за 55 поминающих элементах 4 и 7; длительность управляющего импульса; где на инвертирующем входе элемента 21 присутствует сигнал логического нуля с прямого выхода счетчика 30, Пройдя через элемент ИЛИ 12, логическая единица поступает на управляющий вход5 ключа 29, который срабатывает и подключает выход КС-цепи 18 к второму входу сумматора 19. Пройдя через элемент НЕ 33, логический ноль с прямо го выхода счетчика 20 в виде логической единицы поступает на инвертиру-ющий вход элемента 25 и запрещает его срабатывание. Сигнал логического нуля с прямого выхода счетчика 30 поступает на инвертирующий вход элемента 32 и не влияет на его срабатывание, что обеспечивает прохождение импульсов (фиг.2 в) на управляющий вход ключа 13, а пройдя через элемент НЕ 34,поступает в виде логической единицы на первый вход элемента ИЛИ 16Под действием логической единицы с выхода элемента ИЛИ 16 срабатывает ключ 36 и подключает выход КС-цепи 25 14 к первому входу сумматора 19.Устройство обеспечивает формирование треугольного напряжения; формированиетрепецеидально-треугольного напряжения; формирование трапецеидального .напряжения; формирование пилообразного напряжения с фиксированной амплитудой.Для формирования треугольного напряжения включают выключатель 56, а выключатели 2, 39, 47, 56 выклю 35 чают. При поступлении первого управляющего импульса (фиг.2 б) замыкаются ключи 1 и 8 и ключ запоминающего элемента 7, а сам импульс записывается в счетчик 20. На выходе сумматора 6 устанавливается напряжение О. При этом конденсатор запоминающего элемента 7 через малое выходное сопротивление сумматора 6 заряжается до напряжения О, Параметры схемы выбраны так, чтобы выполнялись соотношения К - входное сопротивление.соехгласующего усилителя в за.поминающих элементах.При выполнении неравенства (1) напряжение, до которого заряжается конденсатор, не зависит от изменения величины его емкости, а при выполнении неравенства (2) напряжение остается неизменным в течение времени, когда ключ запоминающего элемента 7 разомкнут. Таким образом, в течение первого периода управляющих импульсов напряжение на выходе запоминающего элемента 7 остается неизменным и равным Н (фиг.2 г).При поступлении второго управляющего импульса (фиг.2 в) замыкается ключ 9 и ключ запоминающего элемента 4, а ключи 1 и 8 и ключ запоминающего элемента 7 размыкаются, а сам импульс записывается в счетчик 30. Напряжение, равное О, с выхода запоминающего элемента 7 через ключ 9 поступает на первый вход сумматора 6, и конденсатор запоминающего элемента 4 заряжается до напряжения Н. Наряжение на выходе запоминающего элемента 4, равное П, остается неизменным в течение периода следования направляющих импульсов (фиг.2 д),Далее вновь замыкаются ключи 1 и 8 и ключ запоминающего элемента 7. При этом на выходе сумматора 6 устанавливается напряжение, равное 2 О, так как на первый и второй входы сумматора 6 через ключи 8 и 1 подают напряжение, равное Б. Напряжение с выхода сумматора 6 записывается запоминающим элементом 7, на выходе согласующего усилителя которого устанавливается напряжение 2 Б (фиг.2 г). При следую-. щем такте это напряжение вновь пере-. писывается в запоминающий элемент 4 (фиг.2 д).Далее процессы повторяются с периодом 2. В результате этого на выходах запоминающих элементов 7 и 4 формируются ступенчатые напряжения, сдвинутые на время о, и происходит заполнение счетчиков 20 и 30.Ступенчатые напряжения (фиг,2 г;д) с выходов запоминающих элементов 4 и.7 поступают на входы сумматора 19. При сложении этих напряжений на сумматоре 19 формируется новое ступенчатое напряжение, крутизна которого в два раза больше, чем крутизна слагаемых напряжений (фиг.2 е). Кроме того, 1550604при периодическом замыкании ключей 13 и 17 под действием управляющих импульсов тактового генератора 5 на конденсаторах КС-цепей 14 и 18 формируются пилообразные напряжения (фиг.2 з;ж) с амплитудой Б.Для правильной работы схемы параметры сумматора 19 выбраны так, чтобы выполнялись соотношенияО1 17 о К 2 Цо К 54 Нугде К- К 4 - коэффициенты передачисумматора 19 по соответствующим входам;Б - амплитуда входногонапряжения;Ю - амплитуда напряжения,до которой заряжаютсяконденсаторы КС-цепей14 и 18 за время ьПостоянная времени КС-цепей 14 и 18 выбрана так, чтобы использовался только начальный участок зарядной 25 экспоненты конденсатора и, напряжения на выходах КС-цепей было линейно. В этом случае, при суммировании ступенчатого напряжения (фиг,2 е) с пилообразными напряжениями (фиг,2 ж;з),поступающими соответственно на первый и второй входы сумматора 19, получается линейно нарастающее напряжение (фиг.е), снимаемое с выхода сумматора 19После поступления на вход счетчика 20 2 импульсов, где и - коьИличество разрядов сетчика 20, на пря. мом выходе счетчика 20 появляется логическая единица, которая поступает на40 инвертирующие входы элементов 11 и 15 и запрещает их срабатывание, а поступив на второй вход элемента И 23, подготавливает его срабатывание. На инверсном выходе счетчика 20 устанавливается сигнал логического нуля, который поступает на второй инвертирующий вход элемента 10 и не влияет на его срабатывание. Начиная с этого момента импульсы (фиг.2 б) поступают на управляющий вход входного ключа 22, а на управляющий вход входного ключа 1 поступает уровень логического нуля. Кроме того, логическая единица с прямого выхода счетчика 20, пройдя через элемент НЕ 24, в виде логического нуля поступает через элементы 21 и 12 на уп равляющий вход ключа 29, который размыкается и отключает выход КСцепи 18 от второго входа сумматора 19,После поступления на вход счетчика 30 2 ф импульсов (разрядностьи счетчиков 20 и 30 одинаковая) напрямом выходе счетчика 30 появляется логическая единица, которая поступает на инвертирующий вход элемента 32 и запрещает его срабатывание, а также поступает на первый вход элемента И 3 1 и подготавливает его срабатывание, а пройдя через элемент НЕ 34, в виде логического нуля через элемент ИЛИ 16 поступает на управляющий вход ключа 36,который размыкается и отключает выход КС-цепи 14 от первого входа сумматора 19.Выход входного ключа 22 соединен.с инвертирующим входом усилителя,входящего в состав сумматора 6. Вследствие этого при каждом такте напряжения на запоминающих конденсаторах запоминающих элементов 4 и 7уменьшаются на величину Н (фиг.2 г;д).Формируется падающий участок ступенчатого напряжения на выходе каждого из запоминающих элементов 4 и 7на выходе сумматора 19 (фиг,2 е). Причем при каждом поступлении импульса(фиг.2 б) на первый вход элемента И 23срабатывает ключ 27, так как на втором входе этого элемента присутствует сигнал логической единицы с прямого выхода счетчика 20, а также черезэлемент ИЛИ 12 срабатывает ключ 29,подключая на время действия импульса (фиг.2 б) выход КС-цепи 18 к второму входу сумматора 19 В результатенапряжение разряда конденсатора КСцепи 18 поступает на второй вход сумматора 19 (фиг.2 к).Аналогичным образом при поступлении импульсов (фиг.2 в) на второй входэлемента И 31 срабатывает ключ 38,так как на первом входе элемента И 31присутствует сигнал логической единицы с прямого выхода счетчика 30. Приэтом сигнал логической единицы с выхода элемента И 31 поступает на первый вход элемента 25, который срабатывает и пропускает сигнал логической единицы на второй вход элементаИЛИ 16, так как на втором инвертирующем входе элемента 25 присутствуетлогический ноль с выхода элементаНЕ 33 и не влияет на его срабатываниеПод действием логической единицы с выхода элемента ИЛИ 16 срабаты-; вает ключ 36 и подключает на время действия импульса (фиг.2 в) выход БС- цепи 14 к первому входу сумматора .5 19. В результате напряжение разряда конденсатора КС-цепи 14 поступает на первый вход сумматора 19 (фиг.2 и).Параметры постоянных времени разряда через ключ 27 и резистор 28 КС-цепи 18 и через ключ 38 и резистор 37 РС-цепи 14 выбраны так, чтобы напряжение на выходах указанных цепей было линейно и симметрично с напряжением заряда этих цепей (фиг.к;и), Вследствие этого при суммировании ступенчатого напряжения (фиг.2 е) с пилообразными напряжениями (фиг.2 к; и), поступающими на входы сумматора 19, получается подающич участок линейно изменяющегося напряжения (фиг.2 е).После поступления 2 ч импульсов на счетчики 20 и 30, напряжения на 25 конденсаторах запоминающих элементов 7 и 4 уменьшается до нуля, а счетчики 20 и 30 устанавливаются в первоначальное нулевое состояние, При этом в момент установления счетчика 20 в нулевое состояние и появления логической единицы на выходе элемента НЕ 24 ключ 29 не срабатывает, так как в это время с выхода счетчика 30 на инвертирующий вход35 элемента 21 поступает логическая единица и запрещает его срабатывание. Кроме того, сигнал логического нуля с прямого выхода счетчика 20, пройдя через элемент НЕ 33, в виде логиче ской единицы поступает на инвертирующий вход элемента 25 и.запрещает его срабатывание. Вследствие этого 2-й импульс, прошедший на счетчик 30 и установивший его в нулевое состояние, проходит на ключ 38 и не пропускается на ключ 36, который остается в разомкнутом состоянии после прохождения 2"-1-го импульса. При этом конденсатор КС-цепи 14 раэря 50 жается, а конденсатор КС-цепи 18 заряжается, но напряжение с их выходов не поступает на входы сумматора 19, на выходе которого сохраняется на время длительности управляющих импульсов нулевой уровень напряжения.55 После установки счетчика 30 в нулевое состояние схема возвращается в исходное состояние, за исключением того,что на выходе КС-цепи 18 имеется напряжение величиной Б, но в момент появления первого импульса (фиг.2 б) при формировании нового цикла треугольного напряжения происходит разряд этой цепи, который не влияет на работу схемы (фиг.2 к),При последующем поступлении тактовых импульсов процессы повторяются аналогичным образом, в результате че-.го на выходах запоминающих элементов 7 и 4 формируются симметричные ступенчатые напряжения, а на выходнойшине .,63 формируется симметричное треугольное напряжение. При подключении к инверсному выходу счетчика 30 светодиодного индикатора можно осуществлять визуальное наблюдение за работой устройства.Для формирования трапецеидальнотреугольного напряжения включают выключатели 2, 56 и 47, а выключатели 54 и 39 остаются в выключенном состоянии.После установки схемы в исходное состояние и поступления импульсов с выходов тактового генератора 5 на выходе сумматора 19 формируется треугольное напряжение (фиг.2 е). Одновременно от импульсов (фиг.2 б) тактового генератора 5 через выключатель 47 начинает заполняться счетчик 48. При этом сигнал логической единицы с инверсного выхода счетчика 20 паступает на инвертирующий вход элемента 46 и запрещает его срабатывание, вследствие чего импульсы (фиг.2 в) с выхода тактового генератора 5 не поступают на вход счетчика 40, и он остается в нулевом состоянииПосле заполнения счетчика 48 на его прямом выходе появлется сигнал логической единицы, который поступает на второй вход элемента И 49 и подготавливает его срабатывание, а также поступает на вход одновибратора 41, который срабатывает и формирует на выходе импульс (фиг.3 а), под действием которого через элемент ИЛИ 26 срабатывает триггер 43 и устанавливается в нулевое состояние, вследствие чего на инверсном выходе триггера 43 появляется сигнал логической единицы (фиг.3 б), под действием которого замыкается ключ 53, а напряжение с выхода сумматора 19 через резистор 62 и ключ 53 поступает на выходнуюшину 64, и формируется передний фрон трапецеидально-треугольного напряжения (фиг,Зг) . В момент установления логического нуля на инверсном выходе счетчика 20 открывается элемент 46, и от импульсов (фиг.2 в) тактового генератора 5 через элемент 46 и выключатель 2 начинает заполняться счетчик 40,После заполнения счетчика 40 наего прямом выходе появлется сигналлогической единицы, который поступает на первый вход элемента И 49, который срабатывает, так как на еговтором входе присутствует логическаяединица с выхода счетчика 48. По переднему фронту напряжения логическойединицы с выхода элемента И 49 срабатывает одновибратор 50 и формируетна выходе импульс (фиг.Зв), которыйпоступает на первый вход элементаИЛИ 35, а пройдя его, поступает наединичный вход триггера 43, которыйустанавливается в единичное состояние, вследствие чего на его инверсном выходе .устанавливается сигналлогического нуля (фиг.Зб), под действием которого размыкается ключ 53и формируется задний фронт трапецеидально-треугольного напряжения(фиг,Зг),Одновременно импульс (фиг.Зв),пройдя элемент ИЛИ 35, устанавливает в нулевое состояние счетчики20, 30, 40 и 48 устанавливает в исходное состояние тактовый генератор5, поступает на управляющие входыключей 45 и 52, которые на время действия укаэанного импульса замыкаются и разряжают конденсаторы запоминающих элементов 4 и 7.Кроме того,пройдя через элементы ИЛИ 51 и 59,укаэанный импульс поступает соответственно, на управляющие входы ключей17 и 13, которые. замыкаются и разряжаются конденсаторы КС-цепей 18и 14. Таким образом, элементы схемыформирователя возвращаются в исходное состояние и с очередного циклаработы тактового генератора 5 начинается формирование очередного трапецеидально-треугольного напряжения(фиг.Зг).Для регулировки амплитуды переднего и заднего фронтов трапецеидально-треугольного напряжения изменяютчисло разрядов соответственно счетчиков 48 и 40, Для формирования тра пецеидального напряжения включаютвыключатели 56, 47 и 54, а выключатели 2 и 39 остаются в выключенномсостоянии.5После установки схемы в исходноесостояние и поступления импульсовс выходов тактового генератора 5 навыходе сумматора 19 формируется напряжение (фиг,2 е) . Одновременно отпервого импульсного напряжения(фиг.2 б) через выключатель 47 начинает заполняться счетчик 48, а через.выключатель 54 заполняется счетчик 57.После заполнения счетчика 48 наего прямом выходе появляется напря. жение логической единицы, под действием которой срабатывает одновибратор4 1 и формирует на своем выходе импульс (фиг.4 б), который поступает напервый вход элемента ИЛИ 26, Пройдяэлемент ИЛИ 26, указанный импульс поступает на нулевой вход триггера 43,который устанавливается в нулевое со стояние, вследствие чего на его инверсном выходе устанавливается логическая единица (фиг4 в), под действием которой замыкается ключ 53, анапряжение с выхода сумматора 19 через резистор 62 и ключ 53 поступаетна выходную шину 64, и формируетсяпередний фронт трапецеидального напряжения (фиг.4 д).После заполнения счетчика 57 на 35 40 45 50 55 его прямом выходе появляется сигнал логической единицы, под действием которой срабатывает одновибратор 58 и формирует на выходе импульс (фиг.4 г), который поступает на второй вход элемента ИЛИ 35, а пройдя его, поступа= ет на единичный вход триггера 43, который срабатывает и устанавливается в единичное состояние, вследствие чего на его инверсном выходе устанавливается логический ноль (фиг,4 в), под действием которого размыкается ключ 53 и формируется задний фронт трапецеидального напряжения (фиг 4 д) .Одновременно импульс (фиг,4 г), пройдя элемент ИЛИ 35, поступает на входы установки в ноль счетчиков 20, 30, 57 и 48 иустанавливает их в нулевое состояние, устанавливает в исходное состояние тактовый генератор 5, поступает на управляющие входы ключей 45 и 52, которые на время действия указанного импульса замыкаются и разряжают конденсаторы запоминающих элементов 4 и 7, а пройдя45 через элементы ИЛИ 51 и 59, поступает на управляющие входы ключей 17 и.13, которые срабатывают и разряжают конденсаторы КС-цепей 18 и 14,Таким образом, элементы схемы форми 5рователя возвращаются в исходное состояние, и с очередного цикла работы тактового генератора 5 начинается формирование очередного трапецеидального напряжения (фиг.4 д),Для регулировки амплитуды переднего и заднего фронтов трапецеидального напряжения изменяют число разрядов соответственно счетчиков 48 и57, Для формирования пилообразногонапряжения включают выключатели 39,54 и 56, а выключатели 2 и 47 остаются в выключенном состоянии.После установки схемы в исходноесостояние и поступления импульсов свыходов тактового генератора 5 навыходе сумматора 19 формируется напряжение (фиг.2 е) . Причем первыйуправляющий импульс (фиг.26) через 25выключатель 39 поступает на прямойвход элемента 55, который пропускает указанный импульс на свой выход,так как на инвертирующем входе элемента 55 присутствует сигнал логического нуля с инверсного выходатриггера 60 (фиг.5 д)Далее, пройдяэлемент ИЛИ 26, управляющий импульс(Фиг.5 а) поступает на нулевой входтриггера 43, который срабатывает,вследствие чего на его инверсном выходе появляется сигнал логическойединицы (фиг.56),под действием которой замыкается ключ 53, напряжениес выхода сумматора 19 через резистор 4062 и ключ 53 поступает на выходнуюшину 64 (фиг.5 е),и формируется передний фронт пилообразного напряжения.Одновременно логическая единицас инверсного выхода триггера 43(фиг.56) поступает на вход одновибратора 61, который срабатывает и формирует на выходе импульс (фиг.5 в),который поступает на нулевой входтриггера 60 и устанавливает его внулевое состояние, вследствие чегона инверсном выходе триггера 60 устанавливается сигнал логической единицы (фиг.5 д), который поступает наинвертирующий вход элемента 55 и запрещает его срабатывание вследствиеФчего через элемент 55 проходит толькопервый импульспервого управляющегонапряжения (фиг. 26) с выхода тактового генератора 5. Кроме того, от импульсйого напряжения (фиг.26) через выключатель 54 начинает заполнятьсясчетчик 57,После заполнения счетчика 57 наего прямом выходе устанавливается логическая единица, под действием которой срабатывает однонибратор 58 иформирует на своем выходе импульс(Фиг.5 г), который поступает на второй вход элемента ИЛИ 35, а пройдяего, поступает на единичный входтриггера 43 и устанавливает его вединичное состояние, вследствие чегона инверсном выходе триггера 43 устанавливается логический ноль1(Фиг,56), под действием которого размыкается ключ 53, формируется заднийфронт пилообразного напряжения(фиг.5 е) .Одновременно импульс (фиг.5 г),пройдя элемент ИЛИ 35, поступает навход установки в ноль счетчиков 20,30 и 57 и устанавливает их в нулевоесостояние, устанавливает в исходноесостояние тактовый генератор 5, поступает на управляющие входы ключей45 и 52, которые на время действияуказанного импульса замыкаются и разряжают конденсаторы запоминающихэлементов 4 и 7, Пройдя через элементы ИЛИ 51 и 59, импульс поступаетна управляющие входы ключей 13 и 17,которые срабатывают на время действия указанного импульса и разряжают конденсаторы КС-цепей 14 и 18.Кроме того, импульс (фиг,5 г) с выхода одновибратора 58 поступает на .первый вход элемента ИЛИ 42, а пройдя его, на единичный вход триггера60, который срабатывает, вследствиечего на его инверсном выходе устанавливается логический ноль (фиг.5 д),который поступает на инвертирующийвход элемента 55 и не влияет на егосрабатывание. Таким образом, элементы схемы формирователя возвращаютсяв исходное состояние, и с очередного цикла работы тактового генератора5 начинается формирование очередного пилообразного напряжения,(фиг.5 е).Для регулировки амплитуды пилообразного напряжения изменяют числоразрядов счетчика 57.При формировании трапецеидально-.треугольного, трапецеидального и .пилообразного напряжений за работойустройства можно осуществлять визу
СмотретьЗаявка
4383794, 29.02.1988
ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ В-2969
СТЕЦЕНКО ГЕОРГИЙ ИВАНОВИЧ, ГРУШИЧЕВ ПАВЕЛ АЛЕКСАНДРОВИЧ
МПК / Метки
МПК: H03K 4/06
Метки: сигналов, специальной, формирователь, формы
Опубликовано: 15.03.1990
Код ссылки
<a href="https://patents.su/13-1550604-formirovatel-signalov-specialnojj-formy.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Формирователь сигналов специальной формы</a>
Предыдущий патент: Генератор сигналов специальной формы
Следующий патент: Формирователь импульсов
Случайный патент: Устройство для изготовления колец