Управляемый формирователь импульсов

(51)5 Н 03 К 5/О ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯРИ ГНН 7 СССР ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ усилителей 19 и 20 ния, триггера 22, м буферного усилителя а 25 напряжения, ис рационнь 21 сравн сора 23, билиэато 26 опорн И-НЕ 27,схемы льтиплек стаюл, Р 36учно-проиэводма"агин, Л,В,Тун енное очни ия, элеме торных кл и новых ф мо перечи тов чей го напряже28, транзинсатора 31вязей, Поми 30, ко яднальных ункцио- сленных 88.8) 11 ел(57) Изобр ной техник рение дина тельностей мых на выхо теля. Цель сится к импульсбретения - расюииапазона длиетение отн е. Цель из мического фронта имп де управля изобретени ульсов, формируеемого формировая достигается нанием граничных а конденсаторе 9 ульса с ений си оиство цифрателя 18, опеения в у преобраз вв эа ал аналого А ВТОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТВ,цуль программироПЗУ. - Микролро системы. 1985,(54) УПРАВЛЯЕМБЙ ФОРМИРОВАТСОВ блоков устроиство содержит цифроаналоговый преобразователь 1, операционный усилитель 2, инверторы 3 - 5, транзисторные ключи 6 - 8, конденсатор 9 и резисторы 10-15. Положительный эффект достигается эа счет заряда конденсатора 9 от источника тока управляемым входным кодом при формирова-нии выходного импульса путем переклю- ф чения на выход устройства с помощью мультиплексора 23 сигналов, соответствующих начальному состоянию устрой- С ства,аормируемому фронту импульса и установившемуся значению выходного им- - .Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве управляемого формирователя импульсов в усрйста програм мирования микросхем постоянных запоминающих устройств и программируемых логических матриц.Цель изобретения - расширение динамического диапазона длительностей фронта формируемых управляемым формирователем импульсов.На чертеже приведена функциональная схема управляемого формирователяимпульсов.Управляемый формирователь импульсов содержит первый цифроаналоговый преобразователь 1, первый операционный усилитель 2, первый 3, второй 4 и третий 5 элементы НЕ, первый 6, второй 7 и третий 8 транзисторные ключи, первый конденсатор 9, первый 10, второй 11, третий 12, четвертый 13, пятый 14 и шестой 15 резисторы, вход 16 запуска, первую группу 17 информационных входов, второй .цифроаналоговый преобразователь 18, второй 19 и третий 20 операционные усилители, схему 21 сравнения, триггер 22, мультиплексор 23, буферный усилитель 24, стабилизатор 25 напряжения, источник 26 опорного напряжения, первый 27 и второй 28 элементы И-НЕ, четвертый 29 и пятый 30 транзисторные ключи,35 второй конденсатор 31, плюсовую шину 32 аналогового питания, шину 33 аналоговой земли, вход 34 разрешения, шину 35 цифровой земли, плюсовую шину 36 цифрового питания, втоРую гРУппУ 40 37 информационных входов, выход 38,Вход первого элемента НЕ 3 является входом запуска устройства, первая группа 17 информационных входов усть Ройства подключена к группе информа ционных входов первого цифроаналогового преобразователя 1, первый и второй выводы первого резистора 10 подключены соответственно к эмиттерному и базовому выводам первого транзисторного ключа 6, коллекторный вывод которого подключен к коллекторному выводу второго транзисторного ключа 7 и к вьмоду 38 устройства. Первый вывод -шестого резистора 15 соединен с вхо 55 дом разрешения мультиплексора 23, с первыми выводами четвертого 13 и пятого 14 резисторов и подключен к плюсо; вой шине 32 аналогового питания, второй вывод шестого резистора 15 подключен к первому входу третьего операционного усилителя 20 и коллекторномувыводу четвертого транзисторного ключа 29, базовый вывод которого соединенс выходом третьего операционного усилителя 20, а эмиттерный вывод подключен к первому выводу третьего резистора 12, к первому выводу первого конденсатора 9, к первому. входу схемы 21сравнения, к второму информационномувходу первой группы информационныхвходов мультиплексора 23 и к коплекторному выводу третьего транзисторного ключа 8, эмиттерный вывод которогосоединен с первым выводом второго конденсатора 31, с вторым выводом первого конденсатора 9, с эмиттернымвыводом пятого транзисторного ключа30, с вторым и третьим. информационными входами второй группы информационных входов и с первым информационнымвходом первой группы информационныхвходов мультиплексора 23, с первымивходами первого 2 и второго 19 операционных усилителей и подключен к шине 33 аналоговой земли, второй вывод третьего резистора 12 соединен сколлекторным выводом пятоготранзисторного ключа 30, базовый вывод которого соединен с вторым выводом четвертого резистора 13, с выходом схемы 21 сравнения и с установочным входом триггера 22, вход сброса которогосоединен с выходом третьего элементаНЕ 5 и с первым входом первого элемента И-НЕ 27, инверсный выход триггера 22 соединен с первым входом второго элемента И-НЕ 28, входы первого3, второго 4 и третьего 5 элементовНЕ соединены, вторые входы первого27 и второго 28 элементов И-НЕ подключены к входу 34 разрешения устройства, выходы первого 27 и второго 28элементов И-НЕ соединены соответственно с первым и вторым управляющимивходами мультиплексора 23, третий ичетвертый информационные входы первойгруппы инФормационных входов которого соединены с выходом первого операционного усилителя 2, с вторым входом схемы 21 сравнения, с выводом резистора обратной связи первого цифроаналогового преобразователя 1, Выходвторого операционного усилителя 19соединен с вторым входом третьегооперационного усилителя 20 и с выводом резистора обратной связи второго5159644 цифроаналогового преобразователя 18, первый и второй аналоговые выходы первого 1 и второго 18 цифроаналоговых преобразователей подключены соот 5 ветственно к первым и вторым входам первого 2 и второго 19 операционных усилителей, входы опорного напряжения первого 1 и второго 18 цифроаналоговых преобразователей подключены к выходу источника 26 опорного напряженияГруппа информационных входов второго цифроаналогового преобразователя 18 является второй группой информационных входов 3 устройства, 5 Первый и четвертый информационные входы второй группы информационных входов мультиплексора 23 соединены с вторым выводом пятого резистора 14, первый выход мультиплексора 23 под ключен к первому входу буферного усилителя 24 и к второму выводу второго конденсатора 31, второй выход мультиплексора 23 подключен к базовому выводу третьего транзисторного ключа 8, 25 выход буферного усилителя 24 соединен с его вторым входом и с входом стабилизатора 25 напряжения, выход которого соединен с эмиттерным выводом первого транзисторного ключа 6, базовый 30 вывод которого соединен с первым выводом второго резистора 11, второй вывод которого соединен с выходом второго элемента НЕ 4, выход первого элемента НЕ 3 подключен к базовому выводу второго транзисторного ключа 7, эмиттерный вывод которого и минусовый вывод питания стабилизатора 25 напряжения соединены с шиной 35 цифровой земли, а плюсовый вывод питания ста билизатора 25 напряжения подключен к плюсовой шине 36 цифрового питания,Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии сигналы За пуск", нРазрешение" и сигналы информационных входов первого 1 и второго 18 цифроаналоговых преобразователей имеют уровни логического нуля, Нулевой уровень сигнала "Разрешение" поступа-. 50 ет на вторые входы первого 27 и второго 28 элементов И-НЕ и устанавливает их выходы в единичное состояние, Напряжение плюсовой шины 32 аналогового питания поступает через пятый 55 резистор 14 на четвертый информационный вход второй группы информационных входов мультиплексора 23 и с его второго выхода на базовый вывод тре 1 бтьего транзисторного ключа 8, открывает его и разряжает первый конденсатор 9 до уровня напряжения шины 33аналоговой земли эа вычетом падениянапряжения на открытом третьем транэисторном ключе 8, Нулевое напряжение с выхода первого операционного усилителя 2 поступает через четвертый инФормационный вход первой группы информационных входов мультиплексора23 на его первый выход, далее на вход буферного усилителя 24 и с его выхода на вход дифференциального усилителя (на чертеже не показан) стабилизатора 25 напряжения, при этом на выходе стабилизатора 25 напряжения действует напряжение прямо пропорциональное напряжению, поступающему на его вход,но развязанное от аналогового питания. Напряжение с выхода стабилизатора 25 .напряжения не поступает на выход 38устройства, так как сигнал "Запуск"находится в состоянии логического нуля, а выходы первого 3 и второго 4 элементов НЕ находятся в состоянии логической единицы.Уровень логической единицы выхода второго элемента НЕ 4 поступает через второй резистор 11 на базовый вывод первого транзисторного ключа 6 и закрывает его. Второй транзисторный ключ 7 открыт уровнем логической единицы, поступающим с выхода первого элемента НЕ 3 ипередает на выход 38 устройства уровень шины 35 цифровой земли. Уровень напряжения разряженного первого конденсатора 9 поступает на первый (неинвертирующий) вход схемы 21 сравнения и, так как на ее втором (инвертирующем) входе уровень напряжения равен нулю, то выход схелад 21 сравнения находится в состоянии логической единицы, открывает пятый транзистор 30 и дополнительно включает цепь разрядки первого конденсатора 9. Триггер 22 находится в неопределенном состояниири поступлении на группу информационных входов 17 устройства импульсов какой-либо кодовой комбинации,на первом и втором аналоговых выходах первого аналого-циФрового преобразователя 1 формируются сигналы, поступающие на первый и второй входы первого операционного усилителя 2, а с его выхода на второй (инвертирующий) вход схемы 21 сравнения и через четвертый информационный вход первой группы ин 1596441формационных входов мультиплексора23 на его первый. выход и далее черезбуферный усилитель 24 на вход дифференциального усилителя стабилизатора25 напряжения. На выходе стабипизатора 25 напряжения формируется напряжение, пропорциональное входному. При.поступлении положительного перепадаимпульса запуска на вход 16 .запуска 10выходы первого 3, второго 4 и третьего 5 элементов НЕ устанавливаются вуровень логического нуля, закрываетсявторбй транзисторный ключ 7 и открывается первый транзисторный ключ 6, а 15на вьиод 38 устройства поступает напряжение выхода стабилизатора 25 напряжения, Кроме того, нулевой уровеньтретьего элемента НЕ 5, поступая навход сброса триггера 22, разрешает 20его работу. Таким образом, при отсутствии единичного уровня сигнала "Разрешение" на выход 38 устройства в течение времени действия запускающегоимпульса подается уровень напряжения,снимаемого с выхода стабилизатора 25напряжения. 11 ри переходе уровня запускающего импульса иэ состояния логической единицы в состояние логического нуля, первый транзисторный ключ 306 эакрьвается, а второй транзисторныйключ 7 открывается и на выход 38 устройства подается напряжение, равноенулю,35При работе устройства в режиме формирования длительности фронта на первую 17 и вторую 37 группы информационных входов устройства подаются кодовые комбинации, соответствующие амплитуде и длительности фронта формируемых импульсов. При поступлении сигнала "Разрешение" на вход 34 разрешения единичным уровнем разрешается работа первого 27 и второго 28 элементов 45 И-НЕ, Так как сигнал "Запуск", поступающий на вход 16 запуска, имеет уровень логического нуля, то выход третьего элемента НЕ 5 установлен в единичное состояние и удерживает триггер 22 в состоянии логического нуля. Выходы первого 27 и второго 28 элементов И-НЕ также находятся в состоянии логического нуля. При этом на первый и второй выходы мультиплексора 23 подаются соответственно уровни напряжений шины 33 аналоговой земли и плюсовой шины 32 аналоговогопитания;,Таким образом, на вьиод стабилизатора 25 напряжения подается уровень напряжения, равный нулю, а на первый вход схемы 21 сравнения - напряжение разряженного первого конденсатора 9. Выход схемы 21 сравнения находится в нулевом уровне, так как на ее втором входе уровень напряжения выше, чем на ее первом входе, при этом пятый транзисторный ключ 30 закрывается, Триггер 22 заблокирован в нулевом состоянии сигналом по входу сброса. При переходе запускающего импульса в уровень логической единицы выход третьего элемента НЕ 5 устанавливается в уровень логического нуля и разрешает работу триггера 22, но блокирует первый элемент И-НЕ 27, При этом напряжение шины 33 аналоговой земли через второй информационный вход второй группы информационных входов мультиплексора 23 подается на базовый вывод третьего транзисторного ключа 8 и закрывает его. Первый конденсатор 9 .начинает заряжаться от плюсовой шины 33 аналогового питания через шестой резистор 15 и через четвертый транзисторный ключ 29 Одновременно с началом заряда конденсатора напряжение с него подается на первый вход схемы 21 сравнения и на второй информационный вход первой группы информационных входов мультиплексора 23, а с его первого выхода через буферный усилитель 24 и стабилизатор 25 нап - ряжения - на эмиттерный вывод откры,того запускающим импульсом первоготранзисторного ключа 6 и далее на выход 38 устройства, Когда первый конденсатор 9 зарядится до напряжения, установленного на втором входе схемы 21 сравнения, выход схемы 21 сравнения установится в уровень логической единицы и откроет пятый транзисторный ключ 30, который начнет медленно (т.е. третий резистор 12 выбран большим), разряжать первый конденсатор 9. Этопроизводится для поддержания напряжения на первом конденсаторе 9 постоянным на общее время переключения триггера 22 и мультиплексора 23. Выход схемы 21 сравнения единичньк уровнем устанавливает триггер 22 в единичное состояние, инверсный выход которого блокирует второй элемент И-НЕ 28. При этом на второй выход мультиплексора 23 начинает поступать напряжение плю 1596441совой шины 32 аналогового питания счетвертого информационного входа второй группы информационных входов муль"типлексора 23, а на первый выходнапряжение выхода первого операционного усилителя 2, поступающее далееописанным способом на выход 38 устройства. Выход схемы 21 сравнения.устанавливается в нулевое состояние, 10так как первый конденсатор 9 началразряжаться, По переходу импульса иэединичного в нулевое состояние первый транзисторный ключ 6 закрывается,а второй транзисторный ключ 7 открыва ется и подает на выход 38 уровеньнапряжения шины 35 цифровой земли.Триггер 22 выходом третьего элементаНЕ 5 устанавливается в нулевое состояние, при этом устройство устанавли-. 20вается в исходное состояние,При возникновении ситуации, когдасигнал разрешения находится в уровне логической единицы, сигнал запуска - в уровне логического нуля, на выходе первого операционного усилителя2 действует напряжение, равное нулю,а на выходе второго операционногоусилителя 19 напряжение больше нуля,то триггер 22 может быть установлен 30в неопределенное состояние, так какна его обоих входах действуют уровнилогической единицы,При этом на выход38 устройства всегда коммутируетсянапряжение, равное нулю, так как на 35первый выход мультиплексора 23 поступает напряжение выхода первого операционного усилителя 2 либо черезтретий, либо через четвертый информационные входы первой группы информационных входов мультиплексора 23.Таким образом, в управляемом формирователе импульсов происходит регулирование длительности фронта выход 45 . ных импульсов путем изменения кода на второй группе 37 информационных входов устройства в более широком динамическом диапазоне, чем в известном устройстве.50Формула изобретенияУправляемый формирователь импульсов, содержащий первый цифроаналоговый преобразователь, первый операционный усилитель, первый, второй и третий элементы НЕ, первый, второй и третий транзисторные ключи, первыйконденсатор, первый - шестой резисторы, первый и второй выводы первого резистора соединены соответственно с эмиттерным и базовым выводами первого транзисторного ключа, коллекторные выводы первого и второго транзисторных ключей объединены, вход первого элемента НЕ является входом запуска устройства, группа информационных входов первого цифроаналогового преобразователя является первой группой информационных входов устройства, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона длительностей фронта формируемых импульсов, в него введены второй цифроаналоговый преобразователь, второй и третий операционные усилители, схема сравнения, триггер, мультиплексор, буферный усилитель, стабилизатор напряжения, источник опорного напряжения, первый и второй элементы И-НЕ,. четвертый и пятый транзисторные ключи и второй конденсатор, первый вывод шестого резистора соединен с входом разрешения мультиплексора, с первыми выводами четвертого и пятого резисторов и подключен к плюсовой шине аналогового литания, второй вывод шестого резистора подклюен к первому входу третьего операционного усилителя и к коллекторному выводу четвертого транзисторного ключа, базовый вывод которого соединен с выходом третьего операционного усилителя, а эмиттерный вывод подключен к первому выводу третьего резистора, к первому выводу первого конденсатора, к первому входу схемы сравнения, к второму информационному входу первой группы информационных входов мультиплексора и к коллекторному выводу третьего транзисторного ключа, эмиттерный вывод которого соединен с первым выводом второго конденсатора, с вторым выводом первого конденсатора, с эмиттерным выводом пятого транзисторного ключа, свторым и третьим инФормациоными входами второй группы информационных входов мультиплексора и с первым информационным входом первой группы информа-, ционных входов мультиплексора, с первыми входами первого и второго операционных усилителей и подключен к шине аналоговой земли, второй вывод третьего резистора соединен с коллекторным выводом пятого транзисторного ключа, базовый вывод которого соединен с вто12 1596441 Составитель А. ПерфильевРедактор М, Недолуженко Техред М.Ходанич Корректор Л. Бескид Заказ 2916 Тираж 664 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская иаб., л, 4/5 Производственно-излательский комбинат "Патент", г.ужгор ч, ул. Гагарина,101 рым выводом четвертого резистора, свыходом схемы сравнения и с установочным входом триггера, вход сбросакоторого подключен к выходу третьегоэлемента НЕ и к первому входу первогоэлемента И-НЕ, инверсный выход триггера соединен с первым входом второгоэлемента И-НЕ, входы первого, второго и третьего элементов НЕ объединены,10вторые входы первого и второго элементов И-НЕ подключены к входу разрешения устройства, а выходы соединенысоответственно с первым и вторым управляющими входами мультиплексора,третий и четвертый информационныевходы первой группы информационныхвходов которого соединены с выходомпервого операционного усилителя, вторым входом схемы сравнения, выводомрезистора обратной связи первого цифроаналогового преобразователя, выходвторого операционного усилителя соединен с вторым входом третьего операционного усилителя и с выводом резисто ра обратной связи второго цифроаналогового преобразователя, первый и второй аналоговые выходы второго цифроаналогового преобразователя подключены соответственно к первому и второму входам второго операционного усилителя первый и второй аналоговыевыходы первого цифроаналогового преобразователя подключены соответственно к первому и второму входам первого 35операционного усилителя входы опорного напряжения первого и второго цифроаналоговых преобразователей подключены к выходу источника опорного напряжения, группа информационных входоввторого цифроаналогового преобразователя является второй группой информационных входов устройства, первый ичетвертый информационные входы второйгруппы информационных входов мультиплексора соединены с вторым выводомпятого резистора, первый выход мультиплексора подключен к первому входубуферного усилителя и к второму.выводу второго конденсатора, второй выходмультиплексора подключен к базовомувыводу третьего транзисторного ключа,выход буферного усилителя соединен сего вторым входом и с входом стабилизатора напряжения, выход которого соединен с эмпттерным выводом первоготранзисторного ключа, коллекторныйвывод которого является выходом устройства, а базовый вывод соединен спервым выводом второго резистора,второй вывод которого соединен с выходом второго элемента НЕ, выход первого элемента НЕ подключен к базовомувыводу второго транзисторного ключа,эмиттерный вывод которого и мннусовыйвывод питания стабилизатора напряжения соединены с шиной цифровой земпи,плюсовый вывод питания стабилизаторанапряжения подключен к плюсовой шинецифрового питания.,