Генератор импульсных сигналов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ Сфвз Советсиии Социалистических(53)м. кл,з с присоединением заявки йо(23) Приоритет Н 03 К 3/28 Государстаенный комитет СССР по делам изобретений,3(088,8) Дата опубликования описания 20.1130(54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ В Л Т Б Генератор импульсных сигналов кимпульсной технике, может быть использован в качестве задающего генератооа в циФровых устройствах,Известен генератор импульсных 5сигналов, содержащий два логическихэлемента НЕ, кварц, резистивный делитель напряжения и формирователь налогическом элементе.НЕ 11 .Известные генераторы импульсных 0сигналов обладают ограниченными функциональными возможностями генерирова-.ния импульсных сигналов по частоте.В приведенном прототипе для генерирования импульсных сигналов низкрй 15частоты необходимо увеличить емкостьвремяэадающего элемента (конденсатора), а для генерирования импульсныхсигналов высокой частоты уменьшатьемкость конденсатора, Сопротивление 20второй половины делителя напряженияи внутреннее сопротивление открытоговторсге ЛЬгического элемента И-НЕ подключены параллельно. Поэтому, общеесопротивление Я, на выходе второго 25логического элемента И-НЕ будет меньше наименьшего. Исходя из того, чтопостоянная времени в этой цепи: Сюзкь,то генерирование импульсных сигналов 30 с низкои частотой или с высокой частотой невозможно. Так как в первомслучае увеличение сопротивления второй половины реэистивного делителянапряжения приводит к обратному действию - к уменьшению псстоянной времени Т , а во втором случае к шунтиро"ванию выхода второго логического элемента И-НЕ. Непосредственное подключение открытого выхода второго логического элемента И-НЕ к выводу реэистивногс делителя напряжения приводит к искажению формы импульса, которое на" блюдается на выходе Формирователя в виде излома и возможен срыв генериро" вания импульсных сигналов, т.е. режим жесткого возбуждения генератора. Это приводит к уменьшению надежности в работе.Целью изобретения является расши" рение Функциональных воэможностей.Для достижения укаэанной цели в генератор импульсных сигналов, содер" жащий два логических элемента И-НЕ, времяэадающий элемент, подключенный между выходом первого логического элемента И-НЕ и вторым входом второго логического элемента И-НЕ, который также через два последовательно соединенные резистора подключен к общей шине, а выход второго логического:элемента соединен с первым входом первого логического элемента И-НЕ, введен диод, анодом соединенный с выходом второго логического элемента И-НЕ, катодом с общей точкой резисторов делителя и с вторым входом первого элемента И-НЕ.На Фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема генератора импульсных сигналов; на Фиг.2 гриведены диаграммы поясняющие работу генератора.В состав схемы генератора импульсных сигналов входит первый логический элемент И-НЕ 1, второй логический элемент И-НЕ 2, времязадающий элемент - конденсатор 3, резистивный делитель 4 напряжению, диод 5, третий логический элемент И-НЕ б, многоэмиттерный транзистор 7, одноэмиттерные транзисторы 8-10, резисторы 11- 14, диоды 15-17.Предлагаемый генератор импульсных сигналов выполнен на интегральных положительных элементах транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ).Пусть генератор импульсных сигналов отключен сигналом низкого уровня напряжения Ч на управляющей шине.оНа выходе логического элемента ИНЕ 2 сигнал нысокого уровня напряжения 9 , так как в нем открыт транзистор 7, а транзистор 8 закрыт,поэтому, открыт транзистор 9, а транзистор 10 закрыт, Через выходное сопротивление Ч,г закрытого логического элемента Й-НЕ 2 - сопротивление резистора 13, сопротивление открытого транзистора 9 и сопротивление открытого диода 17 - течет ток Ъ, . Этот ток проходит через диод 5 и сопротивление Р нторой половины резистивного делителя напряжения 4. С вывода резистивйого делителя напряжения 4 снимается напряжение:Ч:Э Я+ = выхг" Ъор ф где О" пороговый уровень входногонапряжения, при которомотпирается логический элемент И-НЕ.На выходе логического элемента ИНЕ 1 сигнал низкого уровня напряже, ния О, так как в нем уровнями напряожений О" и О" закрыты эмиттерные переходы транзистора 7 и ток через резистор 11, коллекторный переход транзистора 7 течет в базу транзистора 8,поддерживая его открытым, тогда ток через резистор 12, транзистор 8 течетчерез резистор 14 и базу транзистора10 и открывает его, при этом, с помощью диода 17 обеспечивается запирание транзистора 9. Ток через конденсатор 3 отсутствует. На выходе логического элемента И-НЕ б сигнал низкого уровня напряжения Ов Поступление на управляющую шинупостоянного сигнала с высоким уровнем1напряжения О приводит к переключениюсостояния генератора противоположноисходному. В момент времени с перепад напряжения к высокому уровню1О, с выхода логического элемента ИНЕ 1 (фиг. 2 а) скачком прокладывается на резистивном делителе напряжения 4 - напряжение О 4.Опоя (фнг. 2 г) .16Низкий уровень напряжения О с выхода логического элемента И-НЕ 2й(фиг. 26) запирает диод 5. На выходелогического элемента И-НЕ б возникает уровень сигнала Оа (фиг. 2 е), Современив схеме наступает режим 13 квазиравновесия, при котором конденсатор 3 заряжается. Ток заряда ,проходит по цепи: конденсатор 3, резистинный делитель напряжения 4, источник питания -Еп + Еп, выходное сопро- Я тивление Ч , закрытого логическогоэлемента И-НЕ 1 - сопротивление резистора 13, сопротинление открытоготранзистора 9 и сопротивление открытого диода 17, Постоянная времени ц цепи заряда:7:с(а+ч" )Ьых егде С - емкость конденсатора 3,В - сопротивление резистинногоделителя напряжения 4.Через выходное сопротивление Чоткрытого логического элемента И-НЕвых г2 - сопротивление открытого транзис-тора 10 - проходит входной ток 38,логического элемента И-НЕ 1, которыйтечет в нем через входное сопротивление Оэ- резистор 11, базовыйи эмиттерный переходы транзистора 7.С течением времени ток заряда зуменьшается. При этом уменьшается напряжение О (фиг. 2 г) и увеличивается 40. напряжение О на конденсаторе 3(Фиг. 2 г,д) В момент с закрывается2логический элемент И-НЕ 2 и, как только нарастание уровня сигнала О окажется достаточным для отпирания диода 5, при этом выводе резистивногоделителя напряжения 4 возрастает напряжение О ) О р, открывается логический элемент И-НЕ 1. Перепад напряжения к низкому уровню Ос выходалогического элемента И-НЕ 1 (фиг.2 а)скачком прикладывается на резистинномделителе напряжения 4 - напряжениеОпор (Фиг. 2 г). На выходе логического элемента И-НЕ б возникает сигналО (фиг. 2 е). После переключения генератора импульсных сигналов в новоесостояние квазиустойчивого равновесия,со временипроисходит процесс,свя-.о занный с перезарядом конденсатора 3.При этом ток разряда конденсатора 3Р Р780165 Ноткрытого логического элемента И-НЕ 1 - сопротивление открытого транзистора 10 - источник питания - -Еп и +Еп, выходное сопротивление Н"ь, логического элемента И-НЕ 2, сопротивление Н;, открытого диода 5, сопротивление а" первой половины резистивного делителя напряжения 4, подключенного к конденсатору 3. Ток разряда " проходит по цепи: конденсатор 3, выходное сопротивление Н логиОЬЬа ческого элемента И-НЕ 1, источник пи тания -Еп и +Еп, входное сопротивление ( логического элемента И-НЕ. 2 резистор 11, базовой и эмиттерный переходы транзистора 7. Тогда постоянная времени общей цепи разряда Р: -15."тНоминальное значение сопротивле,ния первой половины резистивного де-,лителя напряжения 4Я иЬЬЮ ь С(а +Ч ) ан +и я фм и Ьх 2 Ьых 2 ЬХ 2 А Ьх 220 Выбор сопротивления второй половины резистивного делителя напряжения4 производится в пределах:.1 25 а р Яи ЧЗон з 1 тосххсЬЫ ЬТаким образом, в результате блокировки открытого выхода логическогоэлемента И-НЕ 2 конденсатор 3 раэря жается через полное сопротивление ре"зистивного делителя напряжения 4е где а: а+а" З 5 величину которого можно изменить дляполучения низкой или высокой частотыгенерирования импульсных сигналов.Это позволяет расширить функциональные возможности генератора импульс"ных сигналов по частоте.Формула изобретенияГенератор импульсных сигналов, со"держащий два логических элемента И"НЕ, времязадающий элемент, подключен"ный между выходом первого логическо 45 го элемента И-НЕ и вторым входом второго логического элемента И-НЕ, который также через два последовательносоединенные резистора подключен кобщей шине, а выход второго логичес 50 кого элементасоединен с первым входом первого логического элемента ИНЕ, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения функциональных возможностей в него введен ди-55 од, анбдом соединенный с выходом вто"рого логического элемента И-НЕ, катодом с общей точкой резисторов делите"ля и с вторым входом первого элемента И-НЕ,бО Источники информации, принятые во внимание при экспертизе М"дор общее сопротивление цепей подключенных параллельно. С течением времени ,ток разряда )р уменьшается. При .этом увеличивается напряжение Оф (фиг. 2 г) и уменьшается напряжение Оз (фиг,2 в) . Ко времени с на;пряжение О О (фиг. 2 г). Ъ результате, логический элемент И-НЕ 2закрывается и уровень сигнала О" снижается, а также и уровень напряжения 04, до уровня Ордер (фиг. 2 б,д) . Логический элемент Й-ЙЕ 1 поддсрживается в открытом состоянии уровнемнапряжения Од. В момент времениилогический элемент И-НЕ 2 закрыт3(фиг, 2 б) и сигнал 02 закрывает диодо5 и логический элемент И-НЕ 1,на выходе сигнал О (фиг. 2 а). На выходе логического элемента И-НЕ 6 возникает сигнал О (фиг. 2 е),Далее, со времениколебатель 3ный процесс повторяется.Таким образом, автоматический ввод генератора импульсных сигналов в режим колебаний осуществляется с помощью предварительной подстраховки уровнем напряжения 0", снимаемого с вывода резистивного делителя напряжения 4; с помощью диода 5 регулируется уровень напряжения Ор для своевременного переключения логического элемента И-НЕ 1 и блокируется открытый выход логического элемента И-НЕ 2 от шунтирования сопротивлением а . Все это повышает надежность в райботе.Для предотвращения отрицательных значений импульсных сигналов на входах логических элементах И-НЕ служат диоды 15 и 16.Длительность времени импульсного сигнала а длительность времени паузы между импульсамиНр Рр ЧиорТак как уровень сигнала О порядка (2 т 3) Одр, то,и=Период повторения импульсных сигналовТ-Ф, +1 С(Р+Ч )+С(Я +Чои п= вых 1 экь Вых 1)Частота генерирования импульсных сигналов 1, Информационно-справочный листок74"0575 (прототип).780165,. СоставительТехред Н,Ко Тираж 995 НИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открыт 13035, Москва, Ж"35, Рауюская нПодпиССР ал ППП "Пат