Формирователь импульсов ларионова

СООЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕ(ХЭБЛИН 11285567 19) 51)4 Н 3 2 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ ЛАРИС В 3нструкторское бюв качестве норти импульсов,тиристоров, ганых ламп, в прв напряжение иГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Петросян К.А., Атоян Г.В. Спциальиые схемы цифровых устройствМ.: Энергия, 1979, с.64.Патент Швейцарии В 468749,кл, Н 03 К 3/28, 1967.(57) Изобрете ной технике нформирователя задержки в обтельности и м ие относится к импульс- автоматике в качестве импульсов и элемента асти наносекундной длижет быть использовано мализатора длительноснапример, для запуска зоразрядных импульсеобразователях частоты автоматических систе1285567 мах регулирования. Целью изобретения является увеличение диапазоновдлительностей входных и выходных импульсов, помехоустойчивости и расширение функциональных воэможностей,Для достижения цели в формировательимпульсов введены триггеры 12 и 13,элемент ИЛИ 10, элемент НЕ 17 с от-.крытым коллектором, делитель 16 напряжения, генератор 18 тока, резисторы 14 и 20, элементы 9 и 21 задержки, пороговое устройство 22 Ларионова, элемент НЕ 11 и шины 15 и 19питания, Кроме того, формирователь Изобретение относится к импульсной технике и автоматике в качествеформирователя импульсов и элементазадержки в области наносекунднойдлительности, может быть использовано в качестве нормалиэатора длительности импульсов, например, для запуска тиристоров, динисторов, газо-,разрядных импульсных ламп, в преобразователях частоты в напряжение,автоматических системах регулирования.Цель изобретения - увеличение диапазонов длительностей входных и выходных импульсов, помехоустойчивости 15и расширение функциональных возможностей,На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого формирователя импульсов Ларионова;2 Она фиг.2 - осциллограммы напряжениявходного импульса (а), напряжения навыходной (основной) шине (б), напряжения на первой дополнительной выходной шине (в), напряжения на второйдополнительной выходной шине (г) .Формирователь импульсов Ларионовасодержит первый делитель 1 напряжения, транзистор 2, иагруэочный резистор 3, конденсатор 4, транзистор 5,нагруэочный резистор 6, первую шину7 питания, шину 8, первыК элемент 9задержки, элемент ИЛИ 10, первый эле-мент НЕ 11, первый 12 и второй 13О-триггеры, третий резистор 14, вторую шину 15 питания, второй делитель содержит делитель 1 напряжения,транзисторы 2 и 5, нагрузочные резисторы3 и 6, времяэадающий конденсатор 4и шину 7 питанияДанный формирователь позволяет в условиях низких напряжений питания увеличить помехоустойчивость в 15 раз, коэффициент использования напряжения питания в 2раза, увеличить температурную стабильность по параметру 1 в 24 раза,а по параметру Ю в 54 раза, увеличить нагрузочную способность в 10 раэ,уменьшить длительность формируемогоимпульса в 35 раз. 2 ил. 16 напряжения, второй элемент НЕ 17с открытым коллектором, генератор 18тока, третью шину 19 питания, четвер",тый резистор 20, второй элемент 21задержки, пороговое устройство Ларионова 22, четыре логических элементаНЕ 23-26 первого элемента 9 задержки, логический элемент И-НЕ 27 второго элемента 21 задержки, логическийэлемент НЕ 28 с открытым коллекторомвторого элемента 21 задержки, резистор 29 второго элемента 21 задержки,конденсатор 30 второго элемента 21задержки, транзистор 31 генератора18 тока, резистор 32 генератора 18тока, резисторы 33 и 34 первого делителя 1 напряжения, резисторы 35 и36 второго делителя 16 напряжения,входную 37 и выходную 38 шины, первую39 и вторую 40 дополнительные выходные шины,При этом общая точка подключениявыводов резисторов 33 и 34 первого .делителя 1 напряжения подключена кбазе первого транзистора 2 с нагрузочным резистором 3 в цепи его коллектора, подключенного к первому выводувремяэадающего конденсатора 4, другиевыводы резисторов 3 и 6 подключены кпервой шине 7 питания, а эмиттерытранзисторов 2 и 5 подключены к общейшине 8.Вход формирователя импульсов Ларионова подключен к входу первого элемента 9 задержки и входу элемеигаИЛИ 10, другой вход которого подклюВторой вывод конденсатора 4 подключен к первому входу порогового . устройства Ларионова 22, второй вход 40 которого соединен с второй шиной 15питания, третий вход - с третьей шиной питания, четверть 1 й и пятый входы - с общей шиной 8, а выход порогового устройства Ларионова 22 подключен к С-входу Р-триггера 13 и входу первого элемента НЕ 11. Первый элемент 9 задержки выполнен на четырех последовательно соединенных элементах НЕ 23 - 26, второй,элемент 21 задержки - на элементе И-НЕ27, логическом элементе НЕ 28 с открытым коллектором, резисторе 29 иконденсаторе 30. Два входа элемента И-НЕ 27 подключены к первому и второму входам второго элемента .21 задерж"; ки, а его выход - к входу элементаНЕ 28 с открытым коллектором. Резис 3 1285 чен к выходу первого элемента НЕ 11 и к выходной шине, Выход первого элемента 9 задержки подключен к С-входу Р-триггера 12, инверсный К-вход которого подключен к выходу элементааИЛИ 10, инверсные Я" и Р-входы Р- триггеров 12 и 13 подключены через третий резистор 14 к второй шине 15 питания. Инверсный выход Р-триггера 12 подключен через второй элемент Я НЕ 17 к первому входу второго делителя 16 напряжения, второй вход которого соединен с второй шиной 15 питания, а его выход подключен к первому входу генератора 18 тока, второй 15 вход которого соединен с второй шиной 15 питания, третий вход - через четвертый резистор 20 с третьей шиной 19 питания, а его выход - с базой второго транзистора 5. Прямой 20 выход Р-триггера 12 подключен к первому входу второго элемента 21 задержки и к инверсному К-входу Р-триггера 13. Второй вход второго элемента 21 задержки подключен к инверсно му выходу Р-триггера 13 и второй дополнительной,выходной шине 40. Прямой выход Р-триггера 13 подключен к первой дополнительной выходной шине ,39. Третий вход второго элемента 21 ЗО задержки соединен с второй шиной 15 питания, его четвертый вход - с общей шиной 8 питания, а выход второго элемента 2 задержки - с первым входом первого делителя 1 напряжения, второй вход которого соединен с общей шиной 8. 567 4тор 29 подключен к третьему входу второго элемента 21 задержки, а через конденсатор 30 - к четвертому входу и выходу второго элемента задержки. Генератор тока выполнен на транзисторе 31 противоположной проводимости по сравнению с проводимостью транзисторов 2 и 5 с резистором 32 в цепи его эмиттера, другой вывод кото рого подключен к второму входу генератора тока. База транзистора подключен к первому входу генератора тока,коллектор - к его третьему входу иего выходу.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии (П- напряжение логического "0", Пщ - напряеыхжение логического О, о Оьх 1 зогнапряжение логического "0 ь П выл яЙпнапряжение логической "1") транзистор2 закрыт, транзистор 5 открыт токомгенератора 18 тока, конденсатор 4 восстановлен (заряжен) по цепи: шина7, резистор 3, конденсатор 4, низкоомный переход коллектор - эмиттер транзистора 5, шина 8. Пороговое уст-: ройство Ларионова включено за счет потенциала перехода коллектор - эмиттер П , равного 20 - 50 мВ.На вход формирователя импульсов Ларионова подают импульс запускающего напряжения (фиг.2 а).За время й - время задержки распространения импульсов каждого активного элемента схемы изменяют свои состояния элемент НЕ 23 элемент 9 задержки и элемент ИЛИ 10. За время 2 изменяет свое состояние эле.о.мент НЕ 24 элемента 9 задержки, а элемент ИЛИ 10 позволяет Р-триггеру 12 возвратится в исходное состояние по инверсному К-входу.За время ЗС изменяет свое состояние элемент 1 Е 25 элемента 9 задержки, а элемент ИЛИ 10 позволяет Р-триггеру принять исходное состояние по инверсному Н.-входу, За время 4 с, изменяет свое состояние элемейт НЕ 26 элемента 9 задержки, а С-вход Р-триггера 12 готов к приему сигнала с выхода элемента НЕ 26 элемента 9 задержки. За время 5 включается Р-триггер 12, который по цепи: его инверсный Ц-выход, элемент НЕ 17 и делитель 16 напряжения выключает генератор 18 тока. В результате оба перехода база - эмиттер и база - коллектор транзистора 5 закрыва1285567 6Такое минимальное время необходимо для того, чтобы элемент ИЛИ 10 сохранил состояние, в котором он находился до этого.Элемент 22 остается выключенным в течение времени 0,7 К С. Включение6 4элемента 22 происходит при перезаряде конденсатора С по цепи: шина 7, резистор 6, конденсатор 4, низкоомный переход база - эмиттер транзистора 2, шина 8 до его напряжения чувствительности (О,1-0,01) 1 О В, При этом элемент 22 возвращается в исходное состояние, изменяет за время Сд.о состояние 0-триггера 13 и возвращает в исходное состояние элемент НЕ 11. В результате заканчивается формирование выходного импульса (фиг.28) и начинается формирование импульсов на дополнительных первом и втором выходах (фиг,2 Ь и г ) .За время 2 й,о, после включения элемента 22 возвращаются в исходное состояние элемент ИЛИ 10 сигналом элемента НЕ 11 и элемент И-НЕ 27 элемента 21 задержки сигналомс инверсного Ц-выхода 0-триггера 13.За время Зй после включения элемента 22 возвращается в исходное состояние 0-триггер 12 по инверсному К-входу сигналом элемента ИЛИ 10, и на резисторе 33 делителя 1 напряжения устанавливается напряжение исходного состояния. ю 45Рассмотрим вариант:оканчивается до окончания ,р.С момента времени 12 й : элемент 22 позволяет 0-триггеру 13 приходить в исходное состояние по С-входу, С 5 О момента времени 13 й на вход элемента ИЛИ 10 поступает напряжение импульса элемента НЕ 11. Для его включения требуется общее время 14 С поэтому минимальная длительность запускающего импульса при исполнительном времени элемента 21 задержки,равном 5 йсоставляв,Ьк ыин-14,.в ются от одного источника смещения,поступающего с шины 19 через резистор 20. Однако по времени зто происходит через 8 й в, .Пороговое устройство Ларионова 22 5остается включенным, но теперь на еговходе изменяется напряжение от 20 -50 мВ до напряжения источника питания Е= 1,5 В, снимаемого с шины 7.Включенный Р-триггер 12 по прямому Я-выходу изменяет состояние элемента И-НЕ 27 элемента 21 задержки ипозволяет 0-триггеру 13 возвратитьсяв исходное состояние по его инверсно-,му К-входу. 45ЗаДадим исполнительное время элемента 21 задержки, например 5через время 1 ОТ на резисто-,ре 33 делителя 1 напряжения появляется напряжение импульса. а . 20через время 11 й транзистор 2 включается.В результате время нахождения двухвыводов восстановленного (заряженного) конденсатора 4 в отключенном состоянии от шины 8 составляет 118 е =3з С момента времени 11 первый. о. вывод конденсатора 4 подключается к 30 шине 8 через низкоомный переход коллектор - эмиттер транзистора 2. Второй вывод этого конденсатора оказывается под напряжением Е = -1,5 В, что приводит к выключению порогового устройства Ларионова 22. За время 12 й в пороговое устройство Ларионова 2 изменяет свое состояние. За время 13изменяет свое состояние элемент Н 3 11 под .воздействием эле-. 40 мента 22, и на выходе предлагаемого формирователя импульсов Ларионова появляется напряжение импульса (фиг,23). За время 4 й .;, после включенияэлемента 22 возвращаются в исходное состояние транзистор 2 (закрыт) и элемент 17 сигналом с инверсного Я-выхода 0-триггера 12, дублируется исходное состояние элемента И-НЕ 27 сигналом с прямого Я-выхода Р-триггера 12 и возвращается в исходное состояние 0-триггер 13 сигналом с прямого Я-выхода 0-триггера 12 на инверсный К-вход 0-триггера 13 фокончание формированиявых ню)За время бй , после включения эле мента 22 возвращается в исходное состояние (открыт) транзистор 5. В результате на четвертом такте после включения элемента 22 заканчивается формирование сигналов на первом и втором дополнительных выходах (фиг.26 и г),С четвертого по шестой такт после включения элемента 22 время нахождения двух выводов разряженного конденсатора 4 в отключенном состоянииот шины 8 составляет 6 - 4 е30 1 о21. Исполнительное время элемента 21 задержки при выключении составляет 2 еДлительность входных импульсов в случае использования дополнительных выходов составляетцх а=14 е + +0,7 КС. Длительность дополнительных импульсов составляетЗс , . Длительность выходных им.о.пульсов составляет . , =0,7 КС +13. гдеК=В С=Со фМинимальное время отключения обоих выводов конденсатора 4 целесообразно оставить 2"так как существует температурная нестабильность самого времени 1Д ОЕсли исполнительное время включения элемента 21 задержки принять равным 41 з , а исполнительное время выключения этого элемента принять равным 2о, то при этом минимальная длительность входного импульса уменьшае ся до 13 сз.о и, =131 . + + ( Т, = 0 7 КС) .Соблюдение программы коммутации транзисторов 2 и 5 сохраняет надежность работы устройства в целом.Так, включение транзисторов 2 и 5 одновременно при восстановленном (заряженном) конденсаторе 4 привело бы к его разряду, минуя разрядный (нормирующий) резистор 6, кроме того, привело бы к перегрузкепо току самих транзисторов, поскольку ограничительных резисторов 3 и 6 нагрузки в этой разрядной цепи нет.Соблюдение программы коммутации транзисторов 2 и.5 позволяет уменьшить время включения транзистора 2, так как предварительно до его выключения второй вывод конденсатора 4 был отключен от шины 8. Рассмотрим вариант: т-оканчивается позже окончанияПусть входные запускающие импульсы оканчиваются позже окончания выходного импульса (фиг. 2 а и Г, пунктирные линии), Тогда время нахождения Р-триггера 12 во включенном состоянии на 1- (14 й ," + 0,7 КС) больше, в данном случае на времяь. В связи с этим происходит задержка возвращения транзистора 5 в исходное состояние. Соответственно длительность импульсов на дополнительныхпервом и втором выходах так же увеличивается на время Длительность дополнительных имгчпульсов составляет ,. с =ЗС +3 ю+1.- (14 е + 0,7 КС)1. Длительность выходных импульсов составляет 5 Т , =0,7 КС +, . В результатеполучаем работоспособность предлагаемого формирователя импульсов Ларионова как ,,.ц= 0,7 КС,10 Длительность запускающих входныхимпульсов в этом случае будет представлена как Т = 141 +0,7 КС+2 СО.15 формула изобретения Формирователь импульсов, содержащий первый делитель напряжения, вы-ход которого подключен к базе первого транзистора с первым нагрузочнымрезистором в цепи его коллектора,подключенного к первому выводу время,задающего конденсатора, второй транзистор с вторым нагруэочным резистором в цепи его коллектора, другиевыводы первого и второго нагрузочныхрезисторов подключены к первой шине 30 питания, а эмиттеры транзисторов подключены к обшей шине, входную и выходную шины, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью увеличения диапазонов длительностей входных и выходныхимпульсов, помехоустойчивости и расширения функциональных возможностей,в него введены первый элемент задержки, элемент ИЛИ, два Р-триггера,элемент НЕ с открытым коллектором,вто рой делитель напряжения, генератортока, третий и четвертый резисторы,второй элемент задержки, пороговоеустройство Ларионова, элемент НЕвторая и третья шины питания, при 45 этом входная шина подключена к вхо -ду первого элемента задержки и входуэлемента ИЛИ, другой вход которогоподключен к выходу элемента НЕ ивыходной шине, выход первого элемен та задержки подключен к С-входу первого Р-триггера, инверсный,К-входкоторого подключен к выходу элементаИЛИ, инверсные Б-входы и Р-входыобоих Р-триггеров подключены черезтретий резистор к второй шине питания, инверсный выход первого Р-триггера подключен через элемент НЕ соткрытым коллектором к первому входувторого делителя напряжения, второй1285567 ЦВхО Составитель Е.СуровА.Шишкина Техред Й.Ходанич Корректор О,Дуговая Редакт Тираж 899осударственного кам изобретений иМосква, Ж, Ра каз 7533/55 ПодписноеВНИИПИ Г омитета СССРпо дел открытий113035, ушская наб., д.4/ оизводственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная вход которого соединен с второй шиной питания, а его выход подключейкпервому входу генератора тока, второй вход которого соединен с второйшиной питания, третий вход через четвертый резистор - с третьей шинойпитания, а его выход - с базой второго транзистора, прямой выход первогоП-триггера подключен к первому входувторого элемента задержки и к инверсному Е.-входу второго Р-триггера,второй вход второго элемента задержкиподключен к инверсному выходу второго 0-триггера и второй дополнительной выходной шине, а прямой выход .второго Р-триггера подключен к первой дополнительной выходной шине, третий вход второго элемента задержкисоединен свторой шинойпитания, егочетвертый вход - с общей шиной, а выход второго элемента задержки - спервым входом первого делителя напряжения, второй вход которого соединенс общей шиной, второй вывод времязадающего конденсатора подключен к коллектору второго транзистора и первому входу порогового устройства Ларионова, второй вход которого соединенс второй шиной питания, третий вход -с третьей шиной питания, четвертый и пятый входы - с общей шиной, а выход порогового устройства Ларионова подключен к С-входу второго 0-триггера и входу элемента НЕ, причем первый элемент задержки выполнен на четырех последовательно соединенных элементах НЕ, второй элемент задержки выполнен на элементе И-НЕ, элементе НЕ с открытым коллектором, резисторе и конденсаторе, два входа элемента И-НЕ подключены к первому и второму входам второго элемента задержки, а его выход - к входу элемента НЕ с открытым коллектором, подключенным к выходу второго элемента за, держки, через резистор - к третьему входу второго элемента задержки, а через конденсатор - к четвертому входу, генератор тока выполнен на транзисторе противоположной проводимости по сравнению с проводимостью первого и второго транзисторов, с резистором в цепи его эмиттера, база транзистора подключена к первому входу генератора тока, коллектор - к его третьему входу и его выходу, а другой вывод резистора - к второму входу ге,нератора тока.