Формирователь импульсов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 1826 3 К 5/00 ИЕ ИЗОБРЕТЕН СПИ К АВТО РСКО ВИДЕТЕЛЬСТ вход мультиплексора-демультиплексора, первый информационный вход первого мультиплексора соединен с шиной запуска, остальные информационные входы первого и второго мультиплексоров соединены с шиной управления, а выход второго мультиплексора является выходом устройства, введен дополнительный резистор, включенный между выходами интегрирующей цепи и второго мультиплексора, Параметры резистора интегрирующей цепи и дополнительного резистора выбираются из соотношения К 1 К 11 - К 1 п 1 - К 1 гп ГДЕ К 1= Оо/О; КО = Оо/Ов напряжение питания;у 1,0 орогов переключения мул мультиплексораЯ 1,82 - сопр тора 2 интегрирующе Ко= 81/(Й 1+ Й 2); 0 и - напряжение ьтиплексора-детивления резий цепи 1 и олнительного резистора 7. 2 ил,второй управляющий вход демультиплексора, первы ный вход первого мультип с шиной запуска, остальнь ные входы первого и второ ров соединены с шиной уп второго мультиплексора выходом устройства, введ ный резистор, включенный интегрирующей цепи и вто сора, причем параметры ре рующей цепи и дополните выбираются из соотношенК 1 К 11 - К 1 п 1 - К 1 п 1 - Ко ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1411945, кл, Н 03 К 5/00, 1988.(57) Изобретение может быть использованодля формирования интервалов времени вавтоматике, телемеханике, измерительнойтехнике и т,д. Цель изобретения - повышение стабильности длительности импульсовк изменению напряжения питания - достигается тем, что в формирователь импульсов,содержащий двойной четырехканальныймультиплексор-демультиппексор, первыйуправляющий вход которого соединен с информационным выходом первого мультиплексора, первым выходом устройства ивходом интегрирующей ВС-цепи, к выходукоторой подключен второй удравпяющий Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться для формирования интервалов времени в автоматике, телемеханике, измерительной технике и т.д.Цель изобретения - повышение стабильности длительности импульсов к изменению напряжения питания или порогов переключения мультиплексора-демультиплексора.Поставленная цель достигается тем. что в формирователь импульсов, содержащий двойной четырехканальный мультиплексордемультиплексор, первый управляющий вход которого соединен с информационным выходом первого мультиплексора, первым выходом устройства и входом интегрирующей ВС-цепи, к выходу которой подключен мультиплексорай информэционлексора соединен е информэционго мультиплексоравления. а выход является вторым ен дополнитепьмеждувыходами рого мультиплекзистора интегрильного резисторагде К 1 =Оп /ОКо= Оп /Оп 1 = Й 1/(Й 1+ В 2):О - напряжение питания;1Оп, Оп - напряжения порогов пере1 оключения мультиплексора-демультиплексора:Й 1, Й 2- сопротивления резистора интегрирующей цепи и дополнительного резистора, 10При этом формирование импульса на выходе на выходе второго мультиплексора осуществляется в два этапа.На первом этапе, длительность которого равна длительности Т 1 импульса на выхо де первого мультиплексора, импульс формируется за счет заряда емкости через параллельно включенные резистор интегрирующей цепи и дополнительный резистор под воздействием напряжения О до 20 напряжения 02 .Т 1 = В 1//В 2 С и (01/(01 - О. 1)1,На втором этапе, длительность которого равна Т 2, импульс формируется за счет разряда емкости через резистор интегриру ющей цепи и заряд через дополнительный резистор так, что разряд преобладает, Разряд емкости осуществляется через параллельно включенные резистор интегрирующей цепи и дополнительный ре зистор от напряжения Оп до напряжения Оп под воздействием не нулевого. как обычно, а эквивалентного напряжения Й 1/(Й 1 + Й 2)1 О = гпООп. Указанное напряжение уменьшает скорость разрядки 35 емкости, что позволяет увеличить длительность импульса Т 2 в несколько раз:Т 2 = В 1//Й 2 С па 0 - Оп )//(01- О.)1.Таким образом, длительность импульса 40 Т на выходе второго мультиплексора определяется из выраженияТ = Т 1 + Т 2 = В 1//В 2 С пп 1-К 1)//(1-К 1)(п 1-Ко)1.Нестабильность дТ длительности Т им пульсов определяется из выражениядТ-(1 - К 1 % - К 1 п 1 - К 0дКттГт - 1 Д 1 -Я 1 тт - Ко 5150 полученном при условии, что д К 1= д Ко=д К, Последнее условие подтаеркдается тем, что при наличии дестабилизирующих факторов передаточные характеристики 55 ТТЛ и КМОП микросхем перемещаютоя практически параллельно сами себе. А так как величина гистерезиса этих характеристик при включении и выключении микросхем незначительна, можно утверждать, что относительные изменения величин К 1 =о=Оп /О и Ко = Оп /О приблизительно одинаковы, Так, напримерабсолютные нестабильности величин О, и Оп ТТЛШо микросхем при изменении температуры окружающей среды от -55 до+125 С составляют соответственно 0,26 и 0,31 В (Зельдин Е.А. Цифровые интегральные микросхемы в информационно-измерительной аппаратуре, - Л.: Знергоиздат, 1986, С. 45) или 0;25 и 0,3 В (там же, с. 46), Колебания температуры среды в пределах отдо+155 С изменяют отдельные участки передаточной характеристики КМОП микросхем не более чем на 5 ф (там же, с. 66, 67). Из упомянутого следует, что выполнять формирователь импульсов наиболее целесообразно на КМОП микросхемах.Условием отсутствия нестабильности дТ длительности Т импульсов при наличии нестабильности дК (т.е. при изменении напряжения питания О или порогов переключения Оп, Оп мультиплексора-деомультиплексора) являетсяК 1 К 1 + Ко1 - К 1 п 1 - К гп - К 0что выполнимо, Так, например, при К 1 = 0,6; Ко = 0,5 получаем сп = 0,4, что легко выполняется. При этом выигрыш в уменьшении нестабильности д Т импульсов формирователя, по сравнению с нестабильностью известного формирователя, составляет 5 раз.На фиг, 1 изображена электрическая схема формирователя импульсов; на фиг, 2 - его эпюры напряжений,Формирователь импульсов содержит интегрирующую ВС-цепь 1, состоящую из резистора 2 и конденсатора 3, и двойной четырехканальный мультиплексор-демультиплексор 4, первый управляющий вход АО которого соединен с информационным выходом Х первого мультиплексора, первым выходом устройства и входом интегрирующей цепи 1, к выходу которой подключен второй управляющий вход А 1 мультиплексора-демультиплексора 4.Информационный вход Х 1 первого мультиплексора соединен с шиной запуска 5, остальные информационные входы первого (Х 2 Х 4) и второго (У 1 У 4) мультиплексоров соединены с шиной 6 управления. Выход У второго мультиплексора является вторым выходом устройства. Между выходами интегрирующей цепи 1 и второго мультиплексора У включен дополнительный резистор 7.Для уменьшения времени восстановления исходного состояния формирователя5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 параллельно резистору 7 может быть включен разрядный ключ, например диод, присоединенный анодом к выходу интегрирующей цепи 1,Формирователь импульсов работает следующим образом.В исходном состоянии на вход 5 устройства подан логический "О", конденсатор 3 разряжен, на управляющие входы АО и А 1 поданы логические "0". На шине управления б установлена следующая кодовая комбинация: Х 2 =1; ХЗ=О; Х 4=0:У 1= 0; УЗ= =.1; У 4 = 1, Каналы Х 1 - Х и У 1 - У первого и второго мультиплексоров открыты, и на их информационных выходах Х и У установлен логический "0".Короткий запускающий импульс положительной полярности с шины запуска 5 проходит через открытый канал Х 1-Х на выход устройства и на управляющий вход АО, На управляющих входах А 1 АО устанавливается кодовая комбинация 01, при которой каналы Х 2-Х и У 2-У открываются, и сигнал логической "1" (О ) появляется на информационных выходах Х и У, Конденсатор 3 начинает заряжаться через резисторы 2 и 7, обуславливая начало формирования импульсов на выходах Х и У.Когда напряжение на конденсаторе 3 достигнет величины 0 п, которая воспринимается управляющимвходом А 1 как логическая 1, на управляющих входах А 1 АО установится кодовая комбинация 11, При этом каналы Х 2-Х и У 2-У закрываются, каналы Х 4-Х и У 4-У открываются, Логический "0" с информационного входа Х 4 поступает на информационный выход Х, на управляющий вход АО и на вход интегрирующей цепи 1. На информационном выходе Х при этом заканчивается формирование импульса длительностьюТ 1 = В 1//В 2 Си 0 /О -Оп Игде В 1, В 2 - сопротивления резисторов 2 и 7 соответственно;С - емкость конденсатора 3,Так как на информационный вход У 4 подана логическая "1". сигнал на информационном выходе У не изменяется и формирование импульса продолжается.Так как на информационном выходе Х устанавливается логический "0", а конденсатор 3 заряжен до напряжения логической "1", на управляющих входах А 1 АО устанавливается кодовая комбинация 10. При этом каналы Х 4-Х и У 4-У закрываются, каналы ХЗ-Х и УЗ-У открываются.Так как на информационные входы ХЗ и УЗ поданы соответственно логические "0" и "1", сигналы на информационных выходах Х и У не изменяются,После поступления логического "О" наинформационный выход Х и вход интегрирующей цепи 1 конденсатор 3 начинает разряжаться через резистор 2, открытый каналХЗ-Х (а затем Х 1-Х) и внутреннее сопротивление источника запускающего сигнала, Носигнал на информационном выходе У неизменился, остался равным "1", и конденсатор 3 продолжает заряжаться через резистор 7, Соотношение между резисторами 2и 7 выбирается таким, чтобы превалировалразряд конденсатора 3.Когда напряжение на конденсаторе 3достигнет величины Оп, которая восприниомается упоавляющим входом А 1 как логический "О", на управляющих входах А 1 АОустановится кодовая комбинация 00, Приэтом каналы ХЗ-Х и УЗ-У закрываются, каналы Х 1-Х и У 1-У открываются, На информационном выходе Х продолжает оставаться,а на информационном выходе У устанавливается логический "О".Формирование импульса на информационном выходе У заканчивается. Его длительность Т определяется из выраженияТ=Т 1+Т 2,где Т = В 1//Вз С 1 п щО - Оп 1//(пО - Ол д;гл = В 1/(В 1+ В):щц ц"В приведенных выражениях Т 2 - интервал времени от момента окончания импульса на информационном выходе Х домомента окончания импульса на информационном выходе У. Для его выделения достаточ но сигнал ы с информационных выходов Х и У подать на выходы логического элемента, например ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и др.Для формирования на выходе У второго мультиплексора импульса длительностью Т 2, задерканного на время Т 1 на шине управления б необходимо установить код У 1 =- =О, У 2 = оо, УЗ = 1, У 4 = 1, Возможны и другие варианты,После разряда конденсатора 3, который при необходимости может происходить ускоренно через разрядный ключ, включенный параллельно резистору 7, устройство возвращается в исходное состояние При прочих равных условиях нестабильность д Т длительности Т импульсов формирователя в несколько раз меньше, чем у известного,Устройство хорошо реализуется на микросхемах 5 б, 5 б 4 и др, серий,При реализации времяэадающих устройств на микросхемах следует помнить, что при длительностях фронтов входных им 1826129пульсов, превышающих допустимые, необходимо последовательно с источником питания включать ограничивающий резистор. Так, например, для КМОП интегральных схем 5 б 4 серии, согласно ОСТ 11340.907- 80, длительность фронтов входных импульсов не должна превышать 10,5 и 1 мкс соответственно при напряжении питания 5,10 и 15 В. При превышении этих величин последовательно с источником питания необходимо включать сопротивление 1 кОм.Формула изобретения Формирователь импульсов, содержащий двойной четырехканальный мультиплексор-демультиплексор, первый управляющий вход которого соединен с информационным выходом первого мультиплексора, первым выходом устройства и входом интегрирующей ВС-цепи, к выходу которой подключен второй управляющий вход мультиплексора-демультиплексора,первый информационный вход первого мультиплексора соединен с шиной запуска, остальные информационные входы первого и второго мультиплексоров соединены с шиной управления, а выход второго мультиплексора является вторым выходом устройства, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения стабильности длительно сти импульсов к изменению напряжения питания, в него веден дополнительный резистор, включенный между выходами интегрирующей цепи и второго мультиплексора, причем параметры резистора 10 интегрирующей цепи и дополнительного резистора выбираются из соотношения К 1 К 1 + Ко1 - К 1 п 1 - К 1 п 1 - Ко 15 где К 1=Оп /О 1:КО= Оо lО:п 1 = В 1/(В 1+ Вг);О - напряжение питания;ОО 1,ОЛО напряжения порогов пере ключения мультиплексора-демультиплексора;В 1,Вг - сопротивления резистора интегрирующей цепи и дополнительного резистора,251826129 лински Составитель В.Бака йРедактор Т.Рожкова Техред М.Моргентал Корректор О,Гереши каз 2322 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ. С 113035 Москва, ЖРа шская наб. 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина