Одновибратор

присоединением заявк Госуаарстаенный камит 3) Приоритет -бликовано 05,05,80 юллетеньния 15.05.80 изобретенийткрытнй а опубликован опис 2) Автор изобретения ондаренк аявитель) ОД ИБРАТО и тех- трой- локаосится к импульсноь использовано вавтоматики и а и радио- емент- логи- тноси- олагаой емо уже выра О ьных Изобретение отннике и может быт У ствах дискретной рдо ции.Известно, что при конструировании электронных устройств на основе эл ной базы транзисторно-транзисторной ки (ТТЛ) формирование импульсов о тельно больших длительностей предп ет использование конденсаторов больш кости (обычно электролитических), чт само по себе исключает возможность ботки высокочастотных и высокостаби временных интервалов. Отрицательное влияние на временные параметры формируемых импульсов оказывает также малая крутизна нарастания напряжения на времязадающем конденсаторе в момент достижения им порога срабатывания вентиля. Кроме того, при разрядке конденсатора большой емкости через насыщенный выходной транзистор вентиля ток разряда может в несколько раз превышать допустимый ток нагрузки для данного типа вентиля, что вызывает уменьшение надежности работы устройства,. оюЗНАЯ"УЩТ.ЩУ 1 нбп 1 в а МБМ Другой путь, позволяющий формировать импульсы относительно больших длительностей при использовании времязадающих конденсаторов относительно малой емкости, состоит в применении полевых транзисторов в качестве элементов времязадающих цепей. Этот путь позволяет устранить основной недостаток формирователей на элементной базе ТТЛ, связанный с необходимостью применения электролитических конденсаторов, Однако изготовление таких формирователей в интегральном исполнении полевых транзисторов вызывает трудности технологического порядка, так как в этом случае возникает необходимость в совмещении МДГ 1 с биполярными структурами. При этом главная трудность заключается в нарушении стабильности окисла под затвором МДП-структур при проведении высокотемпературных операций диффузии.Таким образом, при разработке высокоэффективных интегральных формирователей больших длительностей, характеризующихся повышенными точностью и стабильностью, необходимо, учитывая вышеизложенное, исключить необходимость в применении электролитических конденсаторов и полевых тран16 15 20 25 3635404 50 И зисторов, как элементов времязадающих конденсаторов и полевых транзисторов, как элементов времязадающих цепей.Известен одновибратор содержащий КЬ- триггер, выполненный на элементах ТТЛ, времязадающую цепь, состоящую из конденсатора и диода, элемент И-НЕ (вентиль), подключенный выходом к одному из установочных входов КЬ-триггера, второй вход которого соединен с источником входных импульсов, а входом - к конденсатору время- задающей цепи, два элемента И-НЕ со свободным коллектором, при этом свободный коллектор одного из них связан со входом вентиля, а вход - с выходом упомянутого триггера, свободный коллектор второго элемента И-НЕ подключен к месту соединения конденсатора и диода времязадающей цепи, подключенного анодом к общей шине, а вход - к выходу вентиля 11.Однако точность и стабильность формируемых таким устройством импульсов повышенной длительности не может быть высокой из-за необходимости применения электролитических конденсаторов.Известен одновибратор с большой длительностью выходного импульса, содержащий два двухвходовых логических элемента ТТЛ И-НЕ и времязадающую КЬ-цепь, выход которой подключен через истоковый повторитель к одному из входов вентиля, второй вход которого соединен с источником сигнала 12.Точность формируемых таким одновибратором выходных импульсов также невысока из-за малой крутизны нарастания напряжения на времязадающем конденсаторе в момент достижения им порога срабатывания вентиля.Известен одновибратр, содержащий КЬ-триггер, инвертор, времязадающие конденсатор и резистор, диод и транзистор 13.Однако точность формирования заданной длительности выходных импульсов в условиях взаимодействия дестабилизирующих факторов у перечисленных аналогов одного порядка и относительно невысока, что объясняется не только уменьшением скорости нарастания экспоненциального напряжения на времязадающем. конденсаторе вблизи порога переключения полевого транзистора, но и большим разбросом напряжения отсечки тока стока у полевых транзисторов от экземпляра к экземпляру,Цель изобретения - увеличение длительности и повышение точности формируемых импульсов заданной длительности.Для достижения указанной цели, в одно- вибратор, содержащий КЬ-триггер, единичный выход которого через первый логический элемент соединен с одной обкладкой времязадающего конденсатора, другая обкладка которого соединена с времязадающим резистором, и анодом первого диода, резистор, второй логический элемент и основной транзистор, введены выходной и многоэмиттерный транзисторы, второй диод и корректирующая цепочка, состоящая из последовательно соединенных резистора и конденсатора, одна обкладка которого соединена с времязадающим конденсатором, а другая через второй диод соединена с катодом первого диода и через второй логический элемент соединена с нулевым выходом триггера, нулевой вход которого соединен с базой основного транзистора и коллектором выходного транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной, а база через последовательно соединенные коллекторно-базовый переход многоэмиттерного транзистора и резистор соединена с коллектором основного транзистора, эмиттер которого соединен с времязадающей цепочкой, причем резисторы корректирующей и времязадающей цепей соединены через резистор с шиной источника питания.Устройство содержит КЬ-триггер, единичным входом соединенный с источником 1 сигнала вход (на чертеже не показан), выполненный на логических элементах И-НЕ 2 и 3, логический элемент 4, времязадающие конденсатор 5 и резистор 6, диод 7, резистор 8, второй логический элемент 9, основной транзистор 10, выходной транзистор 11 и многоэмиттерный транзистор 12, образующие расширитель числа входов ИЛИ 13, диод 14, корректирующую цепь из резистора 15 н конденсатора 16. Одновибратор работает следующим образом.При подаче на устройство напряжения от источника питания +Е КЬ-триггер устанавливается в положение, при котором на его единичном выходе действует нулевой уровень напряжения, а на нулевом - логическая единица. При этом выходной транзистор элемента 9 открыт и насыщен, Конденсаторы 16 и 5 быстро заряжаются практически до уровня напряжения источника питания по цепям +Е, низкоомный резистор в коллекторной цепи выходного транзистора логического элемента 4, диоды 14, 7 и промежуток коллектор-эмиттер насыщенного выходного транзистора логического элемента 9. Транзисторы 10 и 11 при этом закрыты, так как потенциал базы транзистора 10 более положительный, чем эмиттер. На входе одновибратора действует положительный уровень напряжения и устройство находится в устойчивом (ждущем) состоянии. Поступивший на вход 1 одновибратора отрицательный импульс переводит его в состояние квазиустойчивого равновесия, характеризуемое уровнями логической единицы на выходе элемента 2 (прямой выход устройства) и логического нуля на выходе элементов 3 (инверсный выход устройства) и 4. Обкладки конденсаторов 16 и 5, связанные с выходом элемента 4, через его насыщенный выходной транзистор скачкомподсоединяются к общей шине. С этого момента начинается пере разряд упомянутых конденсаторов по цепям: общая шина устройства, внутреннее сопротивление источника питания + Е, резистор 8, резисторы 5 и 6. При этом к эмиттеру транзистора 10 приложено отрицательное напряжение, действующее на времязадающем конденсаторе, и функциональный узел, образованный логическим расширителем числа входов ИЛИ 13 и р-и-р-транзистором 10 закрыт. Когда напряжение нз времязадающем конденсаторе 10 5 превысит уровень напряжения, действующий на базе транзистора 10, последний открывается. Вследствие регенеративного процесса, аналогичного процессу, происходящему при насыщении транзисторного аналога двухбазового диода, в функциональном узле, состоящем из расширителя числа входов ИЛИ 13 и транзистора 10, также насыщается и транзистор 11. Отрицательный импульс на коллекторе транзистора 11 переводит триггер в исходное состояние. фор- го мирование импульса при этом заканчивается. После заряда конденсатора 16 и 5 устройство готово к последующему запуску.Повышение точности формируемой длительности в устройстве достигнуто при заданном напряжении питания путем включения Корректирующей цепочки, состоящей из резистора 15 и конденсатора 16, связанной с времязадающей цепью, состоящей из конденсатора 5 и резистора 6, общим резистором 8.Анализ показывает, что при выполнении условияС 1 - - - =С (1 +11 еизменение напряжения во времени на конденсаторе 5 может быть представлено в виде ряда без четных членовС = Ао(А 1 + АЗ+",+), (1)гдеАр = - ; А 1= -АЗ=Следовательно улучшейие линейности йзменения напряжения на времязадающем конденсаторе получено главным образом за счет 4 ф устранения из разложения квадратичного члена, который вносит наибольшую погрешность.Полагая изменение напряжения на время задающем конденсаторе линейной функцией времени, допускается погрешность, величина которой равна--- (2)1Э (т)где Т=СЛ,.Из сравнения выражения (2) с величиной погрешности Ь = - Д - , обычной КС-цепи, питаемой обычным напряжением, видно, что применение корректирующей цепи снижает погрешность длительности формируемых импульсов в ЗТ/1 раз.Повышение длительности формируемых устройством импульсов достигнуто за счет организации линейного перезаряда время- задающего конденсатора и возможности установки высокого уровня порогового напряжения (примерно).Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет сконструировать и изготовить в интегральном исполнении высокоэффективное устройство с повышенной длительностью и точностью формирования выходных импульсов, обладающих повышенной стабильностью за счет возможности использования высококачественных времязадающих конденсаторов соотносительно малой величиной емкости.Устройство имеет следующие дополнительные положительные свойства: малое время восстановления за счет заряда времязадающего и корректирующего конденсаторов относительно малой емкости через низкоомные цепи; расширенный диапазон длительности входных импульсов и отсутствие влияния на длительность выходных импульсов длительности входных за счет упирания по второму входу входного вентиля триггера.Кроме того, при изготовлении предложенного устройства в интегральном исполнении нет необходимости из-за отсутствия канальной структуры усложнять технологию производства за счет увеличения количества технологических операций.Формула изобретенияОдновибратор, содержащий КЬ-триггер, единичный выход которого через логическиЙ элемент соединен с одной обкладкой время- задающего конденсатора, другая обкладка которого соединена с времязадающим резистором и анодом первого диода, резистор, второй логический элемент и основной транзистор, отличающийся тем, что, с целью повышения длительности и точности формируемых импульсов, в него введены выходной и многоэмиттерный транзисторы, второй диод и корректирующая цепочка, состоящая из последовательно соединенных резистора и конденсатора, одна обкладка которого соединена с времязадающим конденсатором, а другая через второй диод соединена с катодом первого диода и через второй логический элемент соединена с нулевым выходом триггера, нулевой вход которого соединен с базой основного транзистора и коллектором выходного транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной, а база через последовательно соединенные коллекторно-базовый переход многоэмиттерного транзнстооа и резистор соединена с коллектором основного транзистора, эмиттер которого соединен с времязадающей цепочкой, причем резисторы корректирующей и времязадающеи цепей соединены через резистор с шиной источника питания.733088 Ф Источники информаи.ий,принятые во внимание фут экспертизеСоставитель В, Бугров Редактор П.Макаревич Техред К.Шуфрич Корректор М. Пожо Заказ 1564/14 Тираж 995 Подписное ЦНИИПИ 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