Мультивибратор с цифровым управлением

О П И С А Н И Е (11) 570988ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских СоциалистическихРеспублик ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ нительное к авт. свид-ву 517140ено 21.10.75 (21) 2182481/21(61) Доп 51) М. Кл 2 Н ОЗК 3/28Н ОЗК 13/02 Заяв присоединением заявкиГосударственный комите(23) Приоритет Совета Министров ССС по делам изобретений по 30.08.77. Бюллетень32икования описания 13.09.77публико ата опу крытни 2) Авторы изобрегепи. ГСидоричев, В. С. Бердч Заявитель 54) М ИВИБРАТОР С ЦИФРОВЫМ ВЛЕНИЕМ динен с вывходы коми разряда п авлеИзобретение относится к автоматике и может использоваться в комбинированных комплексах автоматизированных систем управления (АСУ), объединяющих аналоговую и цифровую аппаратуру. 5Управление частотой следования импульсов мультивибратора в комбинированных комплексах АСУ может производиться как в аналоговой, так и в цифровой форме.По основному авт, св.517140 известен 10 мультивибратор, содержащий два транзистора, два времязадающих резистора, две группы по и времязадающих конденсаторов, две группы по и зарядных диодов, две группы по и разрядных диодов и а-разрядный регистр управ ления. Известный мультивибратор имеет широкий диапазон изменения частоты благодаря тому, что коэффициент насыщения транзисторов не изменяется и не зависит от управляющего кода, 20Цель изобретения - повышение устойчивости в работе мультивибратора.Для этого в предлагаемый мультивибратор введены и-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 мультивнбратора, а третий вход трехвхо дового диодного элемента ИЛИ соеходом и-входового элемента ИЛИторого соединены с соответствующными выходами цифрового регистр р ния.В этом мультивибраторе исключена возможность срыва автоколебаний во всем диапазоне изменения управляющего кода.На чертеже приведена схема мультивибратора 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, времязадающие 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 ИЛИ 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 соответствующие резисторы 3 и 4 с шиной 5, базами - соответственно с первыми выводами резисторов 6 и 7. Каждый пз времязадающпх конден3саторов 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 7 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 транзисторови 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 37 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. 11 ри значении разрядного коэффициента а,=0 с выхода 1-го разряда цифрового регистра 32 управления подается уровень напряжения, равный Е,. Поэтому 1-е зарядные диоды закрыты, а соответствующие конденсанторы не заряжаются. При значении а;=1 с выхода 1-го разряда цифрового регистра 32 управления на катоды зарядных диодов 1-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 за 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 60 65 рядные 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 время задающих конденсаторов каждого плеча мультивибратора, участвующих в его работе, определяется из выраженияС=С,;а, 21-1 = С, Л,- 1 где Се - емкость конденсатора младшего разряда; 1=а Ж=; а, 2- -с=1число управляющего кода цифрового регистра 32 управления.11 ри значении управляющего кода Ф,=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 Л 4 йе=Я 7, где Яа, Яе и Р 7 - 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 Ь,=,=0, 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 статиче. Лягии идагиова оставител Техрсд улова рректор Л. Деиискииа ктор 1 зд. М 701 Тираж 1 О Типография, пр. Сапуиова,аказ 1980/2 Подписное ских характеристик. Это вызывает возобновление автоколебаний мультивибратора с частотой, определяемой значением управляющего кода У При этом базовые цепи транзисторов 1 и 2 питаются через открытые диоды 34 или Зб элемента ИЛИ 33 от коллектора закрытого транзистора, При закрытом транзисторепи 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 УФО.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 разрядностьцифрового регистра 32 управления в предлагаемом мультивибраторе определяется стабильностью входящих в него элементов. 10Фар мула изобретенияМультивибратор с цифровым управлениемпо авт. св,517140, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения устойчивости в работе, в него введены п-входовый и трехвходовый 15 диодные элементы ИЛИ, выход трехвходовогодподного элемента ИЛИ соединен с времязадающими регистрами, первый и второй входы трсхвходового диодного элемента ИЛИ соединены с коллекторами транзисторов соответст вующих плеч мультивибратора, а третий входтрехвходового дподного элемента ИЛИ соединен с выходом п-входового элемента ИЛИ, входы которого соединены с соответствующими разрядными выходами цифрового регисгра 25 управления.