Устройство преобразования напряжения в интервал времени

вая с314,го генерато усилителя, ной связи, 2 И-НЕ, элем ационногоьной обрат в тока, о я к импульсприменено цепи отрицател логического зл ента резисто роиствах телеметр иной, измерительн радиолои вычисли нта блокиро-лы, 2 ил,3 з.п. ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗО Бюл. Ф 1рев8.8)Хила Уир, 1983нк К, Пола. Мир,(54) УСТРОЙСТВО ПРЕОБРА ЖЕНИЯ В ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕН (57) Изобретение относи ной технике и может быт ЯО 12282 тельной технике в качестве ждущегомультивибратора с управлением подлительности вырабатываемого мультивибратором импульса, модулятора, генератора с регулируемым периодом вырабатываемых импульсов, преобразователя масштаба импульсов. Изобретениепозволяет расширить функциональныевозможности устройства, содержащеготранзистор р-п-р-типа, компаратор,времязадающий элемент, триггер, засчет введения в него первого и второ 122828535 Изобретение относится к импульсной технике и может быть примененов устройствах телеметрии, радиолокационной, измерительной и вычислительной технике в качестве ждущегомультивибратора с управлением подлительности вырабатываемого мультивибратором импульса, модулятора, генератора с регулируемым периодом вырабатываемых импульсов преобразователя масштаба импульсов,Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей устройства,На фиг,1 представлена принципиальная схема устройства," на фиг.2 - эпюры, поясняющие его работу.Устройство содержит триггер 1первый резистор 2, транзистор 3р-п-р типа, первый 4 и второй 5 гене. -20раторы тока, времязадающий элемент6 на конденсаторе, компаратор 7, операционный усилитель 8, цепь 9 отрицательной обратной связи, элемент 1025блокировки на резисторе, логическийэлемент 11 2 И-НЕ.Первый генератор 4 тока выполненна термокомпенсированном источнике12 постоянного напряжения транзис 30торе 13 и резисторе 14, Второй генератор 5 тока выполнен на транзисторе 15 и трех резисторах 16-18. Цепь9 отрицательной обратной связи выполнена на диоде 19, резисторе 20и конденсаторе 21,Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии схемы при отсутствии сигнала запуска в процессерегулирования напряжение на времязадающем элементе 6 на конденсатореприложенное к инвертирующему входуоперационного усилителя 8, устанавливается равным напряжению управления, поступающему на второй вход управления, путем регулирования токапервого генератора 4 тока, которыйустанавливается равным току второгогенератора 5 тока. Отбор избыточного тока, вырабатываемого генерато 50ром 4 тока производится через цепь9 отрицательной обратной связи,В исходном состоянии схемы на входе запуска, на входе сброса, а так 55же на первом и втором функциональных входах устройства присутствуютуровни напряжения логической единицы,на гыходе триггера 1 присутствует уровень напряжения логического нуля, транзистор 3 находится в режиме отсеч-. ки, системой авторегулирования значение тока, протекающего через транзистор первого генератора 4 тока, устанавливается равным значению тока, вырабатываемого вторым генератором 5 тока, Расчетное значение тока первого генератора 4 тока в два раза вьппе значения тока, вырабатываемого вторым генератором 5 токар поэтому через цепь 9 отрицательной обратной связи протекает ток, равный значению тока, вырабатываемого вторым генератором 5 тока. Резистор цепи 9 отрицательной обратной связи рассчитывается таким образом, чтобы обеспечить на выходе операционного усилителя 8 уровень логической единицы. На выходе логическсго элемента 11 2 И-НЕ при этом формируется уровень логического нуля. Напряжение на времязадающем элементе 6 на конденсаторе равно напряжению на втором входе управления, т.е, напряжению на инвертирующем входе операционного усилителя 8.Второй вход угравления устройства условно заземляется , а на нервом входе управления - постоянное положительное преобразуемое напряжение. На вход запуска устройства поступают импульсы отрицательной полярности (эгтюра а, фиг.2), На выходе триггера 1 формируется уровень напряжения логической единицы, Через резистор 2 и через транзистор 3 при этом протекает ток, несколько больший расчетного така первого генератора 4 тока. Транзистор первого генератора 4 тока из линекного режима переходит в режим отсечки, что вызывает замыкание системы ав горегулирования. Напряжение на времязадающем элементе 6 на конденсаторе под действием тока второго генератора 5 тока начинает расти в положительную обласгь напряжений по линейному закону эпюра б, фиг.2). В момент равенства пилообразного напряжения напряжению управления, .поступающего на первый вход управления (момент времени Ф фиг.2), на выходе компаратора 7 формируется уровень логического нуля. Этим перепадом сбрасывается триггерна его выходе также формируется уровень напряжения логического нуля, Транзистор 3 закрывается, .и первый1228285 1 О 15 45 енератор 4 тока выходит в линейный режим. Поскольку расчетная величина тока первого генератора 4 тока в два раза выше расчетной величины тока второго генератора 5 тока, в момент времени 1 на времязадающем элементе 6 на конденсаторе начинаетсяпроцесс разряда. Напряжение при этом остается линейным той же крутизны, но с обратным знаком, с изломом в момент времени 1.1 (эпюра б, фиг.2). Поскольку напряжение на времязадающем элементе 6 на конденсаторе начинает уменьшаться относительно напряжения управления, на выходе компаратора 7 формируется уровень напряжения логической единицы, т.е. на выходекомпаратора в момент времени , вырабатывается короткий импульс отрицательной полярности (эпюра в, фиг.2),приложенный к первому входу установки уровня логического нуля триггера 1. В момент времени 1 напряжение на времязадающем элементе 6 наконденсаторе сравняется с напряжением на втором входе управления (ко-,торое равно нулевому напряжению) иоперационный усилитель 8 выходит влинейный режим, что приводит к включению системы авторегулирования, которая отслеживает напряжение на времязадающем элементе 6 на конденсато-.ре за напряжением на втором входе управления. Включение системы авторегулирования приводит к излому напряжения на конденсаторе в момент времени 1 (эпюра б, фиг.2). Система авторегулирования обеспечивает такжеравенство коллекторных токов транзисторов, образующих первый и второй 40генераторы токов, При этом черезцепь 9 отрицательной обратной связи течет разностный ток первогои второго генераторов тока. С учетом величины этого тока рассчитывается номинальное значение резистора цепи обратной связи таким образом, чтобы обеспечить на выходе операционного усилителя 8 уровень напря 1 жения логической единицы. На выходе 50операционного усилителя 8, таким образом, завершается формирование отрицательного импульса, по длительности равного напряжению треугольной формы, сформированному на времязадаю щем элементе 6 на конденсаторе (эпюра г, фиг,2), Цепь 9 отрицательнойобратной связи находится в непроводящея состоянии с момента формирования отрицательного перепада на выходе операционного усилителя 8 и переходит в проводящее состояние в момент формирования положительного перепада на выходе операционного усилителя8, Непроводящее состояние обеспечивается наличием нелинейного элемента в цепи 9 отрицательной обратной связи. Выход операционного усилителя 8 через элемент 10 блокировки подключен к первому входу логического элемента 11 2 И-НЕ. Выходной импульс логического элемента 11 2 И-НЕ положительной полярности (эпюра д, фиг,2) является выходным сигналом устройства. С течением времени и в диапазоне температур меняются входные токи компаратора 7, операционного усилителя 8, меняется ток второго генератора 5 тока как за счет дрейфа напряжения перехода эмиттер - база транзистора, входящего в состав второго генератора 5 тока, таки за счет изменения напряжения плюсового источника питания и его пульсаций, Эквивалентный суммарный эффект, вызванный всеми этими причинами, можно представить путем подключения генератора нестабильного тока к время- задающему элементу 6 на конденсаторе. При этом образуется узел токов, состоящий иэ токов первого генератора тока, второго генератора тока и генератора нестабильного тока. Для случая, когда ток нестабильности является втекающим в узел токов, током заряда конденсатора будет сумма токов второго генератора тока и тока нестабильности, что приводит к увеличению крутизны участка возрастающего напряжения на конденсаторе времязадающего элемента 6, Во время разряда конденсатора результирующий ток разряда конденсатора равен разности вытекающего тока разряда конденсатора и втекающего тока нестабильности, т.е. результирующий ток разряда конденсатора уменьшается на величину тока нестабильности, что приводит к уменьшению крутизны падающего участка напряжения на конденсаторе. Поскольку ток нестабильности в обоих случаях практически одинаков, то насколько уменьшится первая половина вырабатываемого треугольной формы импульса, настолько же увеличится вторая его полови12 на, поэтому суммарная длительность импульса, вырабатываемого устройством, практически не изменяется.форма сигнала, Формируемого на времязацающем конденсаторе 6 при наличии тока нестаЬильности,указана на эпюре б, Фиг,2 пунктиром. Этим обстоятельством вызвана высокая стабильность длительности вырабатываемого устройством импульса.Для обеспечения регулировки дли.- тельности вырабатываемого устройством импульса можно менять напряжение управления как по первому входу управления р так и по в торому вхо ду управления при необходимости приостановить работу устройства, если на вход сброса может быть подан импульс отрицательной полярности, Ес,чи этот импульс сброса поступает на вход перед моментом времени 1;,; то устройство выработает импульсы удвоенной длительности относительно временного интервала между фронтом импульса запуска и фронтом импульса сброса, т,е. временной интервал между фронтом импульса запуска и Фронтом импульса сброса ранен временному интервалу между Фронтом импульса сброса и срезом выходного импульса. Если при этом режиме токи генераторов тока разносятся не в два раза, а в ь раз (те. пФ 2, но не равно 1), то в этом случае крутизны напряжений заряда и разряда времязадающего конденсатора 6 различны, Например, для случая п=1,1 временнои интервал ме:кду Фронтом импульса запуска и Фронтом импульса сброса в 1 О раз меньше временного зазора между фронтом импульса сброса и срезом выходного импульса, а для случая л = 1 О устанавливается обратное соотношение, что позволяет устройству эффективно работать в качестве преобразователя масштаба импульсов, В качестве выходного импульса при этом используется выходной импульс элемента 11 2 И-НЕ, в этом случае в длительность выходного импульса входит временной интервал между фронтами импульсов запуска и сброса, поступающих на соответствующие входы устройства.28285 4 Д 15 20 25 ЭО 35 4 О 45 50 щее транзистор р-п-р-типа, компаратор, времязадающий элемент на конденсаторе, первая обкладка которогс соединена с обц;ей шиной, а вторая обклацка - с инвертирующим входом компаратора, триггер, первый вход установки уровня логического нуля которого подключен к выходу компаратора,. второй вход установки уровня логического нуля является входом сброса неинвертирующий вход компаратора является первым входом управления, р т л и ч а ю щ е е с я тем, что, " целью расширения Функциональнык нрзмажностей, в устройство введены первый и второй генераторы тока, операционный усилитель, цепь отрицательной обратной связи, логический элемент 2 И-НЕ, элемент Ьлокировки на резисторе, первый резистор, при этом первьп вход первого генератора тока является шиной источника напряжения отрицательной полярности, вход второго генератора является шиной источника напряжения положительной полярности, выходы первого и второго генераторо тока обьединены с второй обкладкой конденсатора времязадающего элемента и подключены к инвертиру.ощеь 1 у входу операционного усилителя, неинвертируюший вход которого является вторым входом управления, а выход операционного усилителя подкгпочен к входу цепи отрицательной обратной связи второй вход первого генератора тока объединен с коллектором транзистора р-.п-р-типа и соединен с ныходом цепи отрицательной обратной связи, база транзистора р-п-р-типа является общей шиной, а эмиттер через первый резистор подключен к ьыходу триггера, первый вход установки уровня логической единицы которого является входом запуска, второй вход установки уровня логической единицы триггера является первым Функциональным входом, выход операционного усилителя через элемент блокировки подключен к первому входу логического элемента 2 И-НЕ, второй вход которого является вторым Функ.циональным входом, а выход логического элемента 2 И-НЕ является выходной шиной, 55Формула изобретения 1.Устройство преобразования напряжения в интервал времени, содержа 2. Устройство по п.1, о т,п и ч аю щ е е с я тем, что первый генератор тока вььпопнен на транзисторе резисторе термокомпенсирован 1228285ном источнике постоянного напряжения; первый выход которого соединен с первым выводом резистора и являет ся первым входом генератора тока, второй вывод резистора объединен с эмиттером транзистора и является вторым входом генератора тока, второй выход термокомпенсированного источника постоянного напряжения соединен с базой транзистора, коллектор которого является выходом генератора тока.3. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я .тем, что второй генератор тока выполнен на транзисторе и трех резисторах, первый вывод первого из которых объединен с первым выводом второго резистора и является входом генератора тока, второй вывод первого резистора объединен с первым выводом третьего резистора и соединен с базой транзистора, эмиттер которого соединен с вторым выводом второго резистора, а коллектор является выходом генератора тока, второй вывод третьего резистора является общей шиной. 4. Устройство по п,1 о т л и ч а О ю щ е е с я тем, что цепь отрицательной обратной связи выполненана диоде, резисторе, конденсаторе,первая обкладка которого соединенас анодом диода и является входом це пи отрицательной обратной связи,вторая обкладка конденсатора объединена с первым выводом резистора иявляется выходом цепи отрицательной обратной связи, второй вывод 20 резистора соединен с катодом диода.Составитель А.КузнецовТехред И,Верес Корректор Т, Колб Редактор Н,Киштулинец Заказ 2297/58 Тираж 816 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открцтий 113035, Москва Ж, 1 аущская наб., д. 4/5