Многофазный мультивибратор

748808 Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 050678 (21) 2623370/18-21с присоединением заявки Мо(51)М. Кл. Н 03 К 3/262 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(54) МНОГОФАЗНЫЙ МУЛЬТИВИБРАТОР 1Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники.Известны мультивибраторы на потек циальных логических элементах на основе ВЯ-триггеров, содержащие два триггера, выполненные на логических элементах И-НЕ, времязадающий конденсатор, два диода, катоды которых 10 соединены с выходами первого триггера, при этом выходы второго триггера подсоединены к соответствующим входам первого (1) .Это устройство обладает недоста точной стабильностью длительности формируемых импульсов, невозможностью получения независимой, плавной электронной регулировки длительности генерируемых импульсов, 20Известны многофазные мультивибраторы, содержащие четырехвходовые логические элементы И-НЕ, образующие триггерные структуры 21 .Недостаток устройства - невозмож ность получения плавной электронной, независимой регулировки длительности генерируемых импульсов.Цель изобретения - получение плав" ной электронной, независимой регулиров 0 ки длительности генерируемых импульсов каждой из фаз;Поставленная цель достигается тем, что в многофазный мультивибратор, содержащий И четырехвходовых логических элементов И-НЕ, .из которых каждый предыдущий с каждым последующим образуют триггерные структуры, первый вход каждого из четырехвходовых ло" гических элементов И-НЕ через после" довательно соединенные диод и время- задающий конденсатор соединены с третьим входом того же элемента, каждый из диодов подключен катодом к соответствующему первому входу четырехвходового логического элемента И-НЕ, введены дополнительный диод, дополнительные двухвходовые логические элементы И-НЕ и регисторы, причем четвертые входы четырехвходовых логических элементов И-НЕ объединены и подключены к входному зажиму, выход первого четырехвходового элемента И-НЕ подключен к второму, входу И-го, а выход И-го к первому входу первого, первый вход каждого иэ дополнительныхэлементов И-НЕ соединен с точкой соединения соответствующего времяэапающего. конденсатора и анода диода, второй - с катодом того жедиода, а выход .- с третьим входом соответствующего четырехвходового логического элемента И-НЕ и через соответствующие резисторы с шинами источников управляющих напряжений, причем первый вход первого дополнителЬного логического элемента И-НЕ через дополнительный диод соединен с входом ВвогофазногорФльтивибратора,; при этом диод к входу подключен, катодом.На фиг. 1 представлена схема предлагаемого многофазного мультивибрато- .1 О ра на фиг. 2 - тоже, логического элемента И-НЕ с открытым коллекторным выходом," на фиг. 3 в . диаграммы напряжений в различных точках устройства.Многофазный мультивибратор содер У жит четырехвходовые логические элементы 1-3 И-НЕ, двухвходовые логические элементы 4-6 И-НЕ с открытым коллекторным выходом, диоды 7-10, конденсаторы 11-13, Резисторы 14-16. Четырех О входовые Логические элементы 1-3 И-НЕ включены последовательно с образованием триггерных структур мужду соседними элементами и замкнуты в кольцо, т.е. элементы 1 и 2, 2 и 3, 3 и 1 И-НЕ соединены перекрестно (выход предыдущего элемента соединен со входом последующего, а выходпоследующего элемента соединен со входом предыдущего). Выходы логических элементов 4-6 И-НЕ соединены с установочны. ми входами триггерных структур (совходами логических элементов 1-3 И-НЕ). Между выходом и первым входом каждого из логических элементов 4-6 И-НЕ включены времязадающие конденсаторы 11-13, причем выходы логических элементов 4-6 И-НЕ через резисторы 14-16 подключены й источникам управляющих напряжений Б - УЗ. Первые входы каждого из логических элементо 4 4-6 И-НЕчерез диоды 7-9 соединены ос вторыми входами тех же логических элементов и с выходами,соответству- ющих логических элементов 1-3 И - НЕ. Четвертые входы логических элементов 1-3 И-НЕ объединены и подключены к входному зажиму 17, который через диод 10, катодом подключенный к входному зажиму 17, подключен к первому входу логического элемента 4 И-НЕ.50Мультивибратор работае следующим образом.В исходном состоянии на входном зажиме 17 низкий уровень логической О (фиг, 3 о, интервал вреь)ени 1 б - 1). На выходе логического элемента 4 И-НЕ .устанавливается потенци" ал источника уйравляющего напряжения 04, при этом конденсатор 11 заряжен до потенциала источника управляющего 0 напряжения. На выходах логических элементов 5, 6 И-НЕ - низкии уровень логического0(фиг, 3, 6, интервал-. й 4), конденсаторы 12, 13 разряжены, на выходах логических эле менгов 2, 3 И-НЕ - высокий уровень логической 1.При подаче на входной зажим 17 импульса уровня логической 1 триггерная структура, образованная логическими элементами 1, 2 И-НЕ переводится в нулевое состояние, при этом на выходе логического элемента 1 И-НЕ устанавливается уровень логического О (фиг. 3 в момент времени С), информируется передний фронт выходного импульса первой фазы мультивибратора. Конденсатор при этом разряжается через входную и выходную цепь логического элемента 4 И-НЕ, который при этом оказывается охвачен глубокой отрицательной обратной связью через конденсатор 11, вследствие чего по линейному закону убывает напряжение а выходе логического элемента 4 -НЕ (фиг, 3 б, интервал времени( й). В этот же интервал времени конденсатор 12 заряжается через резистор 15 до потенциала источника, управляющего напряжения У, при этом на выходе Логического элемента 5 И-НЕ устанавливается потенциал источника управляющего напряжения У (фиг. 3 интервал времени 1- С ) .Уровень логического Оф на выходе логического элемента 1 И-НЕ сохраняетсядо тех пор, пока напряжение на выходе логического элемента 4 И-НЕ в результате разряда кбнденсатора 11 не уменьшится до напряжения запирания логического элемента 1 И-НЕ. Как только логический элемент 1 И-НЕ начнет запираться, замыкается положительная обратная связь с его выхода на вход логического элемента 2 И-НЕ, в результате чего на выходе логического элемента 2 И-НЕ скачком устанавливается уровень логического О (фиг,3 ф, момент времени й). Этим заканчивается формирование выходного импульса первой фазы мультивибратора и начинается формирование выходного импульса второй фазы мультивибратора. После установления на выходе логического элемента 1 И-НЕ уровня логической 1 запирается диод 8, открывается логический элемент 5 И-НЕ, после че" го начинается разряд времязадающего конденсатора 12, напряжение на выходе логического элемента 5 И-НЕ за счет действия отрицательной обратной связи через конденсатор 12 убывает по линейному закону (фиг. 31., интервал времени 1 - 1 З), Когда напряжениена выходе логического элемента 5 И-НЕ уменьшится до напряжения запирания логического элемента 2 И-НЕ, напряжение на его выходе начинает возрастать, ( фиг. Зо, момент времени й), что приводит к понижению потенциала на выходе логического элемента 3 И-НЕ, что в свою очередь приводит к,скачкообразному переключению триггерной структуры, образованной логическими элементами 2, 3 И-НЕ, Этим заканчивается формирование выходного импульса второй фазы мультивибратора (импульса уровня логического 0 навыходе логического элемента 2 И-НЕ),Аналогично формируются выходные 5импульсы остальных фаз мультивибратора.Таким образом, при уровне логической 1 на выходном зажиме 17 навыходах логических элементов 1-3И-НЕ поочередно формируются импульсы уровня логического 0, причемпосле окончания импульса на выходе,логического элемента 3 И-НЕ начинает формироваться импульс на выходе .логического элемента 1 И-НЕ, т.е,в кольце из последовательно соединенных логических элементов 1-3 И-НЕнепрерывно циркулирует импульсный сиг-нал, причем длительность импульсакаждой из фаз мультивибратора определяется как величиной времязадающего конденсатора соответствующейфазы, так и величиной соответствующего управляющего напряжения.Путем изменения потенциалов источников управляющих напряжений можнов широких пределах изменять длительность выходных импульсов, причем увеличение управляющего напряжения приводит к увеличению длительности: ЗОимпульса соответствующей фазы. Этообусловлено тем, что скорость разряда времязадающих конденсаторов 11-13постоянна и следовательно, при большом заряде на конденсаторе разряд будет продолжаться дольше,Поскольку начальные фазы импульсовс выходов мультивибратора жестко связаны с фазой запускающих импульсов навходном зажиме 17, мультивибратор может быть использован как многофазныйрадиоимпульсный умножитель частоты,Подключение входного зажима 17 к четвертым входам логических элементов 13 И-НЕ позволяет импульсом уровня логического 01,поданным на входнойзажим 17, срывать формирование выходных импульсов в любой из фаз мультивибратора, т. е. мультивибратор обладает малым временем восстановленияисходного состояния и может быть использован как многопороговый селектор импульсов на частоте следования,при этом пороговое значение частотыопределяется по наибольшему номеру фа-зы мультивибратора, на выходе которой 5еще продолжают формироваться выходные импульсы в паузах между двумя .входными импульсами,Предлагаемый мультивибратор обла дает большей стабильностью длитель" ности формируемых импульсов по сравнению с прототипом, так как связь выхода каждого двухвходового логичес- кого элемента 4-6 И-НЕ с его входом 5 через соответствующий конденсатор 11- 13 приводит к образованию глубокой отрицательной обратной связи, которая стабилизирует время разряда каждого времязадающего конденсатора, и, следовательно, длительность формируемых импульсов.При выполнении предлагаемого многофазного мультивибратора на потенциальных логических элементах 133 серии;изменение:управляющего напряжения от 2 В до 5 В приводит к увеличению длительности генерируеьвх импульсов в 6-3 раз (от 1 мкс до 8 мкс при С = 1100 пер), при этом длительность генерируемых импульсов изменяется прямо пропорционально управляющему напряжению.Предлагаемый мультивибраторможетбыть легко реализован в виде. единойинтегральной схемы.Формула изобретенияМногофазный мультивибратор, содержащий И четырехвходовых логических элементов И-НЕ, из которых каждый предыдущий с каждым последующим образуют триггерные структуры, первый вход каждого из четырехвходовых логических элементов И-НЕ через последовательно соединенные диод и времязадающий конденсатор соединены с третьим входом того же элемента, каждый из диодов подключен катодом к соответствующему первому входу четырехвходового. логического элемента И-НЕ, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью получения плавной электронной, независимой регулировки длительности генерируежх импульсов на каждом из выходов. в него введены дополнительный диод, дополнительные двухвходовые логические элементы И-НЕ и резисторыГФ причем четвертые входы четырехвходовых логических элементов И-НЕ объединены и подключены к входному зажимч, выход первого четырехвходового элемента И-НЕ подключен к второму входу М- го, а выход И-го к первому входу первого, первый вход каждого из дополнительных элементов И-НЕ соединен с точкой соединения соответствующего время- задающего конденсатора и анода диода, второй - с катодом того же диода, а выход - с третьим входом соответствующего четырехвходового логического элемента И-НЕ и через резисторы с шинами источников управляющих напряжений, причем первый вход первого до-, полнительного логического элемента И-НЕ через дополнительный диод соединен с входом многофазного мульти748808 г е В. Бугрмеш а Корректор Н,Григору Заказ 4383/21 Тираж 995 П ЦНИИПИ; Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.одписн Патент, г. Ужгород, ул. Проектн Филиал П вибратора, при этом диод к входу подключен катодом. Источники информации,принятые во внимание при экспертизеСоставиРедактор М.Келемеш Техред 1, Авторское свидетельство СССР 9 473282, кл. Н 03 К 3/281, 22,06.73. 2. Авторское свидетельство СССР йо заявке Р 24 б 8378, кл. Н 03 К 3/282,1977.