Ждущий мультивибратор

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯч Соаэ Советскнд Соцнапнстнческнх Республик(22) Заявлено 26,12,78 (21) 2702713/26-21 (51)М Кл Н 03 К 3/281 с присоединением заявки йо(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 2311,80, Бюллетень Йо 43 Дата опубликования описания 25,1180,Изобретение относится к импулЬсной технике и может быть использова но в радиотехнических устройствах и системах автоматики.В настоящее время известно большое количество различных ждущих уст;ройств Формирования импульсов, выполненных на транзисторной элементной базе, к которым относятся ждущие мультивибракоры, одновибраторы, жду 1 дие блокинг-генераторы и т.д. В то же время различных ждущих устройств Формирования импульсов, по строенных на интегральных микросхемах (ИМС), для решения многообразных технических задач имеется сравнительно Небольшое количество, что характерно для начального периода освоения новой элементной базы. Каждое новое поколение элементной базы, по сравнению с предыдущим, имеет более высокие технические характеристики и обладает только им присущими новыми специфическими свойствами, ГГоэтому для построения ждущих релаксаторов на ИМС требуются новые технические решения.Известен ждущий мультивибратор, выполненный на двух логических эле" ментах НЕ-И, который имеет большуюстабильность длительности выходногосигнала по сравнению с классическойсхемой мультивибратора 11) . В от личие от классической схемы в предложенном мультивибраторевремязадающая ячейка состоит из конденсатора,включенного между выходом мультивибратора и вторым входом входйого логи ческого элемента, а также из последовательно соединенных полупроводникового диода и резистора, которыевключены между выходом и вторым входом этого элемента (анод полупровод никового диода подключен ко входу).Укаэанное включение времязадающейячейки дает возможность производитьвозврат мультивибратора в исходноесостояние на линейной части экспо нента, в то время как в классическойсхеме возврат происходит на пологомучастке экспойенциально изменяющегося напряжения, снимаемого с времязадающей ячейки. Этот ждущий муль тивибратор имеет высокую стабильностьдлительности выходного сигнала в случае, когда период запускающих импульсов значительно больше длитель-ности формируемого выходного импуль са782134 5 0 15 20 25 ЗО 35 Поступающий на вход ждущего мультивибратора запускающий импульс отрицательной полярности (логический 45 ."О") воздействует одновременно налогический элемент 1 и на триггер 3.На выходе логического элемента 1 навремя длительности запускающего импульса устанавливается логическая 5 О "1 ф. Триггер 3 переключается в единичное состояние, в результате наобоих входах логических элементов,2 присутствует разрешающий потенциал(логическая "1 ф) и начинается быстрый процесс заряда конденсатора 7интегрирующей цепи через закрытоеплечо триггера 3 и сопротивление резистора. Так как конденсатор 7 неможет зарядиться мгновенно, а времязаряда его пропорционально величи- бО Неемкости конденсатора 7 и сопротивлению резистора 6, то установлениелогической "1" на входах логическогоэлемента 2 происходит с некоторой задержкой, равной по величине постоян 65 ной Времени заряда интегрирующей пепи Однако, если на вход ждущего мультивибратора поступают запускающие импульсы, период которых меньше длительности формируемого сигнала, то часть из них будет совпадать по времени с процессом восстановления устройства, поэтому конденсатор время- задающей цепи не успевает разряжаться до нуля, В этом случае на выходе устройства формируется укороченный по длительности импульс или вообще его не будет, так как схема генератора может не сработать.Известен ждущий мультивибратор, содержащий .два логических элемента И-НЕ, В 5-триггер и времязадающую ВС-цепь 21Данный мультивибратор имеет недостаточную стабильность длительности выходных импульсов. Когда на вход устройства поступают запускающие импульсы с периодом повторения меньше длительности его выходного сигнала, то часть импульсов будет по времени совпадать с процессом его восстановления, в течение которого отсутствует защита устройства.Цель изобретения - стабилизация длительности выходных импульсов и расширение функциональных возможностей мультивибратора.Указанная, цель достигается тем, что в ждущий мультивибратор, содер-. жащий два логических элемента И-НЕ, В 5-триггер и времязадающую ВС-цепь, включенную между входом первого логического элемента И-НЕ, второй вход которого подключен к входнойшине и выходом второго логического элемента НЕ-ИЛИ, 5-вход В 5-триггера соединен с входной шиной, а В-вход соединен с выходом первого логического элемента И-НЕ, введены интегрирующая ВС- цепь и Диод, причем выход В 5-триггера подключен к одной общей точке параллельно включенных диода и резистора интегрирующей ВС-цепи, вторая общая точка которых подключена ко входу второго логического элемента И-НЕ и к одной обкладке конденсатора интегрирующей ВС-цепи, вторая обкладка которого соединена с общей шиной. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства,Устройство содержит два логических элемента И-НЕ 1 и 2, триггер 3,времязадающую ВС-цепь, состоящую изконденсатора 4 и резистора 5. Крометого, устройство включает в себя интегрирующую цепь, в которую входитрезистор б и конденсатор 7 и диодныйэлемент 8 разряда.Входом устройства является одиниз входов логического элемента 1, соединенный с входом установки триггера3 в единичное состояние, вход установки триггера 3 в нулевое состояние подключен к выходу логического элемента 1. Другой вход логического элемента1 соединен через конденсатор 4 времязадающей цепи с выходом второго логического элемента 2, являющегося выходом устройства, который также связан с одним из выводов резистора 5 время- задающей цепи, а второй вывод его соединен с общей шиной устройства. Выход триггера 3 подключен к одному выводу резистора б интегрирующей цепи, второй вывод которого связан с входом логического элемента 2 и с одним из выводов конденсатора 7 интегрирующей цепи, второй вывод конденсатора 7 соединен с общей шиной устройства. Диодный элемент 8 разряда подключен параллельно резистору б.Ждущий мультивибратор работает следующим образом.В исходном состоянии на входах логического элемента 1 поддерживаются потенциалы, соответствующие уровню логической единицы. На выходе логического элемента 1 устанавливается "О". Триггер З.устанавливается в нулевое состояние, соответственно на входе логического элемента И-НЕ 2 присутствует запрещающий потенциал "О", что исключает срабатывание ждущего мультивибратора от высокочастотных помех, амплитуда которых не достигает порогового уровня логических элементов. Так как триггер 3 переключается в нулевое состояние, то конденсатор 7 разряжен через прямое сопротивление диодного элемента 8 и открытое плечо триггера 3 потенциал)которого равен нулю.На выходе логического элемента 2 будет высокий потенциал, соответствующий уровню логической "1". Кон-, денсатор 4 времязадающей ВС-цепи заряжен через выход логического элемен,та 2 и резистор 5.логического элемента 2, этим исключается .запуск ждущего мультивибратора от высокочастотных помех, амплитуда которых не достигает порогового уровня логических элементов.Помехоустойчивость ждущего мультивибратора определяется помехоустойчивостью триггера 3, поэтому заменатриггера, выполненного на логических элементах И-НЕ, на триггер ВСтипа, имеющего более высокие уровнисрабатывания, позволяет увеличитьпомехоустойчивость устройства в целом.В течение времени разряда времязадающей ВС-цепи формируется дли тельность выходного импульса, на этовремя на вход логического элемента1 подается отрицательный потенциал.Поэтому приходящие запускающие импульсы отрицательной полярности, когда их период меньше длительности выходного сигнала, то определенное число из которых совпадает по времени спроцессом формирования выходного импульса, не могут нарушить работу ждущего мультивибратора.Формирование паузы между импульсами и переднего фронта выходного сиг.нала производится с задержкой, равнойпостоянной времени заряда интегрирующей цепи, что необходимо для полногоустановления переходных процессов,связанных с зарядом времязадающейцепи, Формирование заднего фронта выходного сигнала и начала паузы производится с задержкой, равной пос;,тоянной времени разряда интегрирующей цепи длятого, чтобы закончилсяпереходный процесс в схеме устройства связанный с разрядом времязадающей цепиПри поступлении на вход ждущего мультивибратора запускающих импуль- сов с периодом следования меньшим, чем длительность выходного сигнала, часть из этих импульсов совпадает по времени с процессом формирования переднего и заднего фронтов выходного импульса, Так как заряд и разряд времязадающего конденсатора производится по времени больше на величину постоян ных времени заряда и разряда интегрирующей цепи до полного окончания переходного процесса в схеме устройства, поэтому исключается подзаряд хронирующего конденсатора 4 запускающими импульсами, потому что области зон переходных процессов при формировании выходного импульса защищены. Таким образом, на выходе ждущего мультивибратора формируются стабильные по длительности импульсы, длительность которых не зависит от потока запускающих импульсов, Длительность выходных импульсов хдущего мультивибратора определяется не только параметрами постоянной времени времязадающей цепи, а также и ве личиной постоянных времени заряда н Таким образом, после заряда конденсатора 4 времязадающей цепи, дается еще дополнительное время на окончание переходных процессов в схеме устройства, которое определяется величиной постоянной времени заряда интегрирующей цепи. Когда положительный потенциал на входе логического элемента 2 достигает порогового значений, тогда элемент открывается и на его выходе устанавливается нулевой потенциал. Заряженный в исходном состоянии кон- денсатор 4 времязадающей цепи начинает разряжаться через резистор 5 и открытый элемент 2. За время разряда конденсатора 4 производится формирование длительности выходного импульса ждущего мультивибратора и на это время на входе логического элемента 1, связанного с времязадающей ячейкой, поддерживается отрицательный потенциал. По мере разряда конденса тора 4 разрядный ток, протекающий через резистор 5, начинает уменьшаться, а потенциал резистора 5 повышается за счет вытекающего тока из элемента 1, По мере возрастания положительного потенциала на резисторе 5, т,е. на входе логического элемента 1, и когда он достигает порогового значения, ждущий мультивибратор скачком возвращается в исходное состояние. На выходе логического элемента устанавливается "О"., триггер 3 перебрасывается в нулевое состояние.,Однако нулевое состояние с выхода триггера 3 передается на вход логического элемента 2 с небольшой задержкой порядка 3-5 десятых микросекунды, равной величине разряда постоянной времени интегрирующей цепи, так как конденсатор 7 был заряжен ранее положительным потенциалом от. 40 источника питания микросхем. Разряд конденсатора 7 производится через прямое сЬпротивление диодного элемента 8 и открытое плечо триггера 3, так как величина сопротивления ре эистора б на много больше, чем прямое сопротивление диодного элемента8. Следовательно, после разряда конденсатора 4 времязадающей цепи, дается еще дополнительное время на окончание переходных процессов в схеме устройства, которое определяется величиной постоянной времени разряда интегрирующей цепи. По мере разряда конденсатора 7 потенциал резистора 6 на входе логического элемента 2 понижается, когда он достигает порогового значения, тогда логический элемент 2 изменяет свое состояние на выходе скачком с "О" на "1". Снованачинается процесс заряда конденса тора 4 через логический элемент 2 и резистор 5. Так осуществляется генерация прямоугольных импульсов жду- щим мультивибратором. При установке запрещающего потенциала "О" на входе д782134 7 ставитель В. Тимофеевх е М.К зыка Ко екто М. Ле едакто А. Мотыль Тираж 995 ПодписноеНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий130 35 кваква %-35 Раушакая каа, д, 35 Заказ 8 66 ПП Патент, г. Ужгб. ор,"," ;.1, П,. 13кт 35 з 11 ил"9 а.5 М 4 ййРаааа 33 й=а.ааа . .К.-.-а. -"а 1=а к Р"аа,:кя-ч, 1.яа 3.1 аваи;РВ 1 савва: разряда интегрирующей цепи. Следовательно, время переходного процесса впредлагаемом устройстве входит в длительность формируемых импульсов, вотличие от классических схем, благодаря этому представляется возможность в 2 раза сократить время восстайовления устройства в целом. Таккакцепи заряда и разряда интегрирующей цепи различны, то изменяя величину сопротивления резистора 6 можно изменять интервал паузы между вы- Оходными импульсами, когда на вход устройства поступает поток импульсов отнескольких источников. 55формула изобретения Ждущий мультивибратор, содержащий два логических элемента Й-НЕ, й 5-триггер и времязадающую КС-цепь, вклю О ченную между входом первого логического элемента И-НЕ, второй вход которого подключен к входной шине и выходом второго логического элементаНЕ-ИЛИ, 5-вход В 5-триггера соединенс входной шиной, а К-вход соединенс выходом первого логического элемента И-НЕ, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью стабилизации длительности выходных импульсов и расширения функциональных возможностей,в него введены интегрирующая КС-цепьи диод, причем выход К 5-триггера подключен к одной общей точке параллельно включенных диода и резистора интегрирующей ВС-цепи, вторая общая точка которых подключена ко входу второго логического элемента И-НЕ, ик одной обкладке конденсатора интегрирующей ВС-цепи, вторая обкладкакоторого соединена с общей шиной. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР РР 465717, кл. Н 03 К 1/00, 14.07.72. 2, Патент Японии 51-15606 98(5),с.111, 10.05.72.