Генератор импульсов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 800596 А 1 я)5 Н 03 К 3/84, 3/8 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Устройство относится к нике, в частности к управля методом мул ьтивибраторам бретения; устройство соде импульсов, элемент ИЛИ линию 3 задержки, генерат стоты, ВЯ-триггер 5, первь мирователи 6 и 7 коротких 8 управления кодом, выхо соответствующими связями О(56) 1.Авторское свидетельство СССРМ 1411931, кл. Н 03 К 3/28, 1988,2. Авторское свидетельство СССРМ 1283951, кл. Н 03 К 3/86, 1987,3. Авторское свидетельство СССРМ 1550602, кл. Н 03 К 3/86, 15,06,83,импульснойтехемым цифровым, Сущность изоржит счетчик 1 2, регулируемую ор 4 опорной чай и второй форимпульсов, шину дную шину 9 с . 3 ил,Изобретение относится к импульснойтехнике, в частности к управляемым цифровым методам мультивибраторам, и можетбыть использовано для проверки электронных блоков и интегральных схем, 5Цель изобретения - расширение диапазона генерируемых частот в сторону высоких частот.Управление режимами записи исходного состояния и счета у разных интегральных 10СЧ осуществляется по-разному, Вот почемусхемы устройств, построенных на основеразных интегральных СЧ, могут существенно отличаться друг от друга.Необходимо отметить, что для высокочастотных устройств имеют. значения и собственные задержки элементов схемы,которые ограничивают частоту генерируемых импульсов. Вот почему для увеличениячастоты необходимо бывает применять самые быстродействующие элементы, средикоторых наиболее популярными являютсясерии интегральных схем, выполненные поЭСЛ-технологии. Предлагаемое устройствореализуется на основе СЧ ЭСЛ-серии (микросхемы К 500 ИЕ 136, К 500 ИЕ 137 или иханалоги),Предлагаемый генератор может бытьиспользован в измерительном и испытательном оборудовании по проверке электронных блоков и интегральных схемразличного назначения, в прецизионных устройствах, предназначенных для проведения ядерных и других точныхэкспериментов, где необходимо применение прецизионных, высокочастотных импульсныхх генераторов.На фиг.1 представлена электрическаяфункциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 и 3 - временные диаграммы,Согласно фиг,1 генератор импульсоввключает в себя счетчик,1 импульсов, элемент ИЛИ 2, регулируемую линию 3 задержку, генератор 4 опорной частоты, 45ВЯ-триггер 5, первый и второй формирователи 6 и 7 коротких импульсов из перепаданапряжения соответственно и шину 8 управления кодом. При этом 5-вход триггера5 соединен с выходом регулируемой линии 503 задержки, его В-вход соединен с вторымвходом генератора 4 опорнойчастоты и выходом второго формирователя 7 импульсовиз перепада напряжения, инверсный выходсоединен с первым входом генератора 4 55опорной частоты, а прямой выход - с входомпервого формирователя 6 импульсов из перепада напряжения и с входом управлениярежимом работы счетчика 1, все 0-выходыкоторого, соединенные друг с другом по схеме МОНТАЖНОЕ ИЛИ, соединенные с входом второго формирователя 7 импульса из перепада напряжения, Установочные входы счетчика 1 подключены к шине 8 управления кодом, его счетный вход подключен к выходу элемента ИЛИ 2, первый вход которого подключен к выходу генератора 4 опорной частоты, а второй вход - к точке соединения выхода первого формирователя 6 импульсов из перепада напряжения и входа регулируемой линии 3 задержки,Устройство работает следующим образом,Так же, как и в устройстве-прототипе, в этом случае у триггера 5 есть две петли задержанной обратной связи. Первая петля, состоящая из последовательно соединенных первого формирователя 6 импульсов из перепада напряжения и регулируемой линии 3 задержки, включена между прямым выходом триггера 5, который является выходом генератора, и его Я-входом. Задержка сигнала в этой петле и определяет величины паузы (тп) генерируемых импульсов, что наглядно иллюстрируют фиг,1 и 2,1 п =болз +тлз+1 з(фп 1) +Сз( ) (9)где 1 ллз - постоянная составляющая задержки регулируемой линии 3 задержки, величина которой определяется собственными задержками элементов схемы (при дискретном управлении - это элементы коммутации, а при аналоговом - компаратор и следующие за ним элементы);тлз - регулируемая часть задержки регулируемой линии 3 задержки;сз(фп 1) - задержка появления выходного сигнала первого формирователя 6 импульсов из перепада напряжения по отношению к перепаду напряжения на его входе из состояния "1" в состояние "0";Ь(з) - задержка переключения триггера 5 из состояния "0" в состояние "1" по входу Я.Вторая петля обратной связи, включенная между инверсным выходом триггера 5 и его В.-входом, состоит из последовательно соединенных генератора 4 опорной частоты, элемента ИЛИ 2, счетчика 1 и второго формирователя 7 импульса из перепада напряжения. Задержка сигнала в этой цепи, кратная периоду импульсов генератора 4 опорной частоты (То), определяет величину длительности (си) генерируемых импульсов:т и - т 3 ( гоч ) + т 3 ( или ) +3 ( си ) ++(Й - 1)То+1 3 (фп 2) +3 (1 О) где 1 з(гоч) - задержка начала формирования генератором опорной частоты первого импульса относительно управляющего сигнала на его входе;тз(или) - задержка сигнала генератора 4 опорной частоты схемой ИЛИ 2;1 з(сч) - задержка переключения счетчика 1 в нулевое состояние по отношению к перепаду напряжения из состояния "0" в состояние "1" М-го импульса на его счетном входе;ь(фп 2) - задержка появления выходного сигнала у второго формирователя 7 импульсов по отношению к перепаду из состояния "1" в состояние "0" на его входе;1 з(я) - задержка переключения триггера 5 из состояния "1" в состояние "0" по входу В;(К) - количество периодов То генератора 4 опорной частоты формирующих ти, Их на единицу меньше записанного в счетчик 1 кода, так как уже в самом начале первого периода счетчик 1 уже изменяет свое состояние, а в конце первого периода (в момент появления второго импульса) счетчик 1 еще раз изменяет свое состояние.Все составляющие Ь и ти, отмеченные на фиг,2, в точности соответствует выражениям (9) и (10). Последовательность формирования сигналов элементами схемы следующая. Когда записан код в счетчик 1, на его объединенных 0-выходах присутствует "1", В момент появления "1" на прямом выходе триггера 5 счетчик 1 переводится в режим обратного счета. При этом его состояние уменьшается на единицу с приходом импульса генератора 4 опорной частоты до момента начала М-го периода, когда на выходах счетчика 1 появляется "0",Выходы ЭСЛ интегральных счетчиков можно объединять по схеме МОНТАЖНОЕ ИЛИ, что позволяет сэкономить один логический элемент ИЛИ и уменьшить задержку второй петли обратной связи, В прототипе, который построен на ТТЛ интегральном счетчике, объединение 0-выходов счетчика возможно только с помощью специального логического элемента ИЛИ, В момент обнуления О-выходов счетчика 1 срабатывает второй формирователь 7 импульса из перепада напряжения, выключая генератор 4 опорной частоты по его второму входу. Через тз(в) по Й-входу переключается триггер 5 в состояние "0", переводя счетчик 1 в режим записи кода й, присутствующего на шине 8 управления кодом, В этот момент заканчи 10 15 20 25 30 35 40 45 50 вается формирование ти и начинает формироваться ь с помощью первой петли обратной связи,Во время формирования тп импульс формирователя 6 импульсов из перепада напряжения через элемент ИЛИ 2 достигает счетного входа счетчика 1 импульсов, перепадом из "0" в "1" осуществляя запись кода. В момент начала тп срабатывает формирователь 6 импульсов из перепада напряжения, сигнал которого задерживается регулируемой линией 3 задержки и достигает Я-входа триггера 5. При этом триггер 5 переключается в состояние "1", заканчивая формирование 1 п и начиная формирование и.При этом сигналом с прямого выхода триггера 5 счетчик 1 переводится в режим обратного счета, а сигналом с инверсного выхода триггера 5 включается генератора 4 опорной частоты, импульсы которого через элемент ИЛИ 2 начинают поступать на счетный вход счетчика 1.Необходимо отметить особую роль обоих формирователей импульсов из перепада напряжения. Первый формирователь 6 формирует короткий импульс, длительность которого легко сделать меньше ти даже при И=1, что равносильно К=О для схемы-прототипа, когда количество периодов генератора 4 опорной частоты, принимающих участие в формировании ти, равно нулю, следовательно, условие (4), существенное для прототипа, для предлагаемого устройства не имеет значения, Это позволяет уменьшить минимальную величину 1 и, т.е. повысить частоту генерируемых импульсов, Кроме того, импульсом первого формирователя 6 через элемент ИЛИ 2 осуществляется запись кода в счетчик 1.Роль второго формирователя 7 импульса из перепада напряжения заключается в том, что он выключает генератор 4 опорной частоты на величину 1 з(в) раньше, чем он мог бы выключится сигналом с инверсного выхода триггера 5. Это существенно для такого соотношения То и величины ь, определяемой выражением (10), при котором в момент появления "1" на инверсном выходе триггера 5 выход генератора 4 опорной частоты тоже находится в состоянии "1", Именно этот случай и показан на фиг.2, Если исключит из схемы второй формирователь 7, то в этом случае сигнал генератора 4 опорной частоты и сигнал первого формирователя 6 импульса из перепада напряжения совпадают. При этом на выходе элемент ИЛИ 2 перепад из "0" в "1", создаваемый первым формирователем 6, не появляется и запись кода в счетчик 1 не осуществляется,1800596 45 55 Второй формирователь 7 импульса из перепада напряжения успевает перевести выход генератора 4 опорной частоты в состояние "0", что позволяет перепаду из "0" в "1" первого формирователя 6 импульса из перепаданапряжения через элемент ИЛИ 2 поступить на счетный вход счетчика 1, осуществляя запись кода М в него.Таким обраом, процесс формирования тп, протекающий совместно с процессом записи кода Й в счетчик 1, и процесс формирования 1 и чередуются.Как было сказано выше, на фиг,2 показан случай прерывания работы генератора 4 опорной частоты в тот момент, когда его импульс, переключивший О.-выходы счетчика 1 в состояние "0", еще не закончился.При несколько меньшем значении Т, чем показано на фиг.2, прерывание работы генератора 4 опорной частоты будет в момент, когда на его выходе уже формируется пауза, следующая за импульсом, переключившим 0-выходы счетчика 1 в состояние "О", которая и сохранится во время действия импульсов нэ обоих входах генератора 4 опорной частоты,При еще меньшем значении То прерывание работы генератора 4 опорной частоты будет в момент, когда на его выходе снова формируется импульс (снова появляется "1"), следующий за импульсов, переключившим 0-выходы счетчика 1 в состояние "0", т,е. О-выходы счетчика 1, переключенные в состояние "0", через Т снова переключаются, но уже в состояние "1", так как зто соответствует его максимально-возможному коду, В момент появления импульса формирователя 6 на выходе элемента ИЛИ 2 осуществлена запись кода К в счетчик 1, в разультате чего на его 0-выходах сохраняется "1",Рассматриваемый генератор импульсов позволяет получить непрерывную шкалу изменения регулируемой части периода от нуля до ее максимального значения при любом количестве периодов импульсов генератора 4 опорной частоты, начиная от 5 нуля, что неприемлемо для прототипа.Если рассматриваемый генератор ипрототип реализовать на одной элементной базе, а именно на ЭСЛ интегральных схемах, то максимальная частота генерируемых 10 импульсов в предлагаемом генераторабольше на 20-30. Формула изобретения 15 Генератор импульсов, содержащийсчетчик импульсов, элемент ИЛИ, регулируемую линию задержки, генератор опорной частоты и триггер, вход установки которого соединен с выходом регулируемой линии 20 задержки, а выход - с первым входом генератора опорной частоты, информацинные входы счетчика импульсов подключены к шине управления кодом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения диапазона 25 генерируемых частот в сторону высоких частот, в него введены первый и второй формирователи коротких импульсов, при этом прямой выход триггера соединен с входом управления режимом работы счетчика им пульсов, информационные выходы которого, соединенные друг с другом по схеме МОНТАЖНОЕ ИЛИ, соединены с входом второго формирователя коротких импульсов, выход которого соединен с входом 35 сброса триггера и вторым входом генератора опорной частоты; выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов, э второй вход - с входом 40 регулируемой линии задержки и выходомпервого формирователя коротких импульсов, вход которого подключен к прямому выходу триггера и выходной шине..Ко Редактор зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина,аказ 1173 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5