Формирователь импульсов

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ р 1788360 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл. Н 03 К 5/01 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 151280(54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ Изобретение относится к импульснойтехнике и может быть использовано всинхронизаторах цифровых устройств,построенных на элементах транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ), а также в импульсных устройствах, предназначенных для измерения временных интервалов, особенно в тех случаях, когда требуется высокая стабильностьфазы импульсов и высокая надежность.Такое формирование необходимо в техслучаях, когда исходный сигнал синхронизации имеет вид синусоиды и неможет быть непосредственно использован для синхронизации цифровых устройств,Известен Формирователь импульсов,содержащий источник синусоидальногонапряжения, подключенный через разделйтельный конденсатор к аноду диода и первому резистору. Катод диодаподключен к корпусу, а второй выводпервого резистора к затвору полевоготранзистора и через второй резисторк корпусу. Исток и подложка полевого 25транзистора подключены к корпусу, асток к первому входу ТТЛ-схема. Таким образом, согласование генераторасинусоидальных колебаний с формирующей ТТЛ-схемой происходит с помощью 30 полевого транзистора, а на выходе формирующей ТТЛ-схемы будут сформированы прямоугольные импульсы, Скважность выходных импульсов (отношение периода следования к длительности сигнала логической единицы), а также их фаза зависят от амплитуды синусоидального напряжения, напряжения источника питания, характеристик диода, полевого транзистора и ТТЛ-схемы. В ряде слу" чаев (синхронизации цифровых устройств) важно, чтобы скважность импульсов была равна двум, а стабильность фазы как можно более высокой)11 .Недостатками известного формирователя являются низкая стабильность фазы и скважности выходных импульсов. Кроме того, при уменьшении амплитуды или исчезновении входного синусоидального напряжения формирующая ТТЛ-схема может оказаться в запрещенном сос- тоянии, когда входное напряжение длительное время находится в зоне порога срабатывания, а выходной каскад работает в линейном режиме, При этом происходит перегрузка выходных цепей ТТЛ-схемы. Уменьшение амплитуды синусоидального напряжения приводит также к искажению формы и изменению фазы выходных импульсов, что может привести к сбоям в работе цифровых устройств, использующих выходной сигнал формирователя импульсов.Наиболее близким техническим решением к изобретению является формирователь импульсов, содержащий формирующий элемент ТТЛ логики, первый вход которого подключен.к шине входного сигнала, а второй вход к прямому выходу триггера, конденсатор и резистор, подключенный к источнику напряжения 2.10Недостатки известного формирователя заключаются в том, что он не обеспечивает надежного согласования синусоидальных колебаний с формирующей ТТЛ-схемой, а также низкая ста бильность фазы импульсной последовательности,Цель изобретения - повышение стабильности фазы выходной импульсной последовательности при однонремен ном расширении функциональных возможностей.Поставленная цель достигается тем, что в формирователь импульсов, содержащий резистор, конденсатор, Й 5-триг гер и формирующий ТТЛ-элемент, один вход которого соединен с прямым выходом К 5-триггера, введены дополнительные два резистора, конденсатор и эмиттерный повторитель, при этом второй вход формирующего ТТЛ-элемента подключен через конденсатор к шине синусоидального напряжения, через один дополнительный резистор с шиной напряжения смещения, через резистор с шиной отрицательного напряжения, непосредственно к базе эьяттерного повторителя, эмиттер которого подключен к общей шине через второй дополнительный резистор и конденсатор, соединенные параллельно, и к К-входу В 5-триг гера, 5-вход которого соединен .с шиной начальной установки.На фиг. 1 представлена принципиальная схема формирователя импульсов; на фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.Формирователь импульсов содержит разделительный конденсатор 1, формирующий ТТЛ-элемент 2, шину 3 напряжения смещения, равного падению напряжения на двух прямосмещенных р-п-переходах. При этом первый вход формирующего ТТЛ-элемента 2 подключен через разделительный конденсатор 1 к шине 4 синусоидального напряжения, через первый резистор 5 к шине 3 напряжения смещения, через второй резистор б к шине отрицательного напряжения, эмиттерный повторитель 7, база которого через разделительный конденсатор 1 подключена к 60 шине 4 синусаидального напряжения, эмнттер которого к соединенным параллельно третьему резистору 8 и накопительному конденсатору 9 с другой стороны подсоединенных к общей шине, 45 а также к К-входу В 5-триггера 10,собранного на ТТЛ-элементах с открытым коллекторным выходом. 5-входК 5-триггера 10 служит для начальнойего установки, 6 - выход для индикации неисправности и осуществления защиты формирующего ТТЛ-элемента по второму входу от запрещенного режима.На временной диаграмме работы формирователя сигнал 11 - на шине 4 синусоидального напряжения; 12 - напервом входе формирующего элемента 2,13 - на шине 3 смещения, 14 - на Ввходе й 5 триггера 10; 15 - на выходеформирующего ТТЛ-элемента 2.Формирователь импульсов работаетследующим образом,Выходное напряжение на шине 3 смещения равно падению напряжения надвух прямосмещенных р-и-переходах ипри надлежащем выборе типа диодаблизко к пороговому напряжению формирующего ТТЛ-элемента 2,Это напряжение поступает на первый вход ТТЛ-элемента 2 через резистор 5, а резистор б обеспечивает точное равенство постоянной составляющейнапряжения на первом входе формирующего ТТЛ-элемента 2 ее пороговому напряжению. Если подать синусоидальное напряжение через разделительныйконденсатор 1 на гервый вход формирующего ТТЛ-элемента 2, то положительные и отрицательные полуволны окажутся расположенными симметрично относительно порога срабатывания, что иобеспечивает получение на выходе импульсной последовательности со скважностью, равной двум,Следовательно, форма выходных импульсов Формирователя не зависит отамплитуды входного напряжения, есликрутизна активного участка ТТЛ-схемы бесконечна. Для реальных схем,например для интегральных микросхемсерии 133, такая независимость выполняется при амплитудах входного сигнала больше 0,5 В,Если входной сигнал имеет меньшуюамплитуду, то скнажность выходных импульсон отклоняется от двух, а фазастановится нестабильной.Формирующий ТТЛ-элемент 2 можетоказаться в запрещенном режиме, когда входное напряжение близко к порогу срабатывания, а выходной каскаднаходится длительное время в линейном режиме. В тех случаях, когда выходные импульсы используются для синхронизации ответственных узлов цифровой аппаратуры (синхронизация линийпередачи данных, измерений нременныхинтервалов и т.п,), важно индицировать ситуацию, когда параметры синхросигналов уже не гарантированы. Этуинформацию можно использовать, например для включения резервного источника импульсов синхронизации. Для этойцели напряжение с первого входа фор788360 Формула изобретения юЫечунавесе мирующего ТТЛ-элемента 2 поступает на вход эмиттерного повторителя 7, а с его выхода на К-вход 85-триггера 10.В эмиттерной цепи повторителя 7 происходит пиковое детектирование. На В-вход Й 5-триггера 10 поступает постоянное напряжение, величина которого меньше максимального значения напряжения на первом входе формирующего ТТЛ-элемента 2 на величину падения напряжения на переходе база-эмитгер эмиттерного повторителя 7, 10Уменьшение амплитуды синусоидального входного напряжения до величины, меньшей падения напряжения на переходе база-эмиттер, приводит к переключению Е 5-триггера 10 в нулевое 15 состояние, на Д -выходе Р 5-триггера 10, втором входе формирующего ТТЛ- элемента 2 и на шине индикации неисправности появляется уровень логического нуля, что приводит к отклю- щ чению формирующего ТТЛ-элемента от входного сигнала, Появление уровней логического нуля на шине индикации неисправности может быть использовано для включения резервного источни- ка синхросигналов. ТТЛ-элементы К 5 - триггера 10 должны иметь открытый коллекторный выход с тем, чтобы линейный режим был для них незапрещенным, Начальная установка 85 в триггера 10 производится подачей отрицатель-ЗО ного импульса на его 5-вход.Использование напряжения смещения, равного порогу срабатывания формирующего ТТЛ-элемента, позволяет снизить нестабильность фазы импульсов до + 2 н 35 от момента переключения формирующего ТТЛ-элемента относительно нулевого уровня входного синусоидального напряжения, что в три раза меньше, чем в известном формирователе.Г Формирование си гнала и нди кации. неисправности позволяет уверенно отключать формирующий элемент при уменьшении амплитуды синусоидального напряжения до 0,6 В и может быть использовано для включения резерва. Формирователь импульсов, содержащий резистор, конденсатор, 85-триггер и формирующий ТТЛ-элемент, один вход которого соединен с прямым выходом К 5-триггера, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения стабильности фазы выходной импульсной последовательности при одновременном расширении функциональных возможностей, в него введены дополнительные два резистора, конденсатор и эмиттерный повторитель, при этом второй вход формирующего ТТЛ-элемента подключен через конденсатор к шине синусоидального напряжения, через один дополнительный резистор с шиной напряжения смещения, через резистор с шиной отрицательного напряжения, непосредственно к базе эмиттерного повторителя, .эмиттер которого подключен к общей шине через второй дополнительный резистор и конденсатор, соединенные параллельно, и к К-входу К 5-триггера, 5-вход которого соединен с шиной начальной установки.Источники информации принятые во внимание при экспертизе1. Кий, Грэхэм. Использование полевого транзистора для согласования генератора с ТТЛ-схемой. - "Электроника", М., "Мир", 1969, Р 4, с, 38. 2, Авторское свидетельство СССР18,11,75,7883 бО и Составитель М.ЛеоноваРедактор И.Ткач Техред Е.Гаврилешко Корректор О, Ковинская ак ктная, 4 илиал ПБ "Патент", г. Ужгород, ул 377/69 Тираж 995 ВНИИПИ Государственн по делам иэобрете 113035, Москва, ЖПодписноего комитета СССРий и открытий5, Раушская наб.,