Импульсный генератор

Союз Советскик Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 070579 (21) 2762263/18-21с присоединением заявки йо(51)М. Кл. С 01 Р 19/06 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий.А. Меллик и М.А. Кыннуса Таллинский научно-производственный центр Мо специального научно-производственного объед) ИМПУЛЬСНЫЙ ГЕНЕРАТОР Изобретени ерительной ользовано ности злек я к злектроможет бытьки работоспо- гических е относит технике для прове тронных ли и с с е е хем.Известны логические импульсные генераторы для проверки работоспособности электронных логических схем. Логические импульсные генераторы подают на узлы схемы кратковременные сигналы, переключающие эти узлы в логические состояния, обратные имеющимся. Известные устройства содержат генератор задающих импульсов, схему управления и два усилителя тока 1 .Однако такие генераторы не об спечивают индикации состояний ген ратора.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является логический импульсный генератор, содержащий генератор одиночных импульсов, схему управления, первый вход которой соединен с выходом генератора одиночных импульсов, два усилителя тока, входы которых соединены с выходами схемы управления, схему защиты от перенапряжения, вход которой соединен с выходным зажимом логического импульсного генератора и два выхода - с выходамиусилителей тока, и схему анализасостояний, вход которой соединен стретьим выходом схемы защиты отперенапряжения и выход - со вторымвходом схемы управления 2).Недостатком этого импульсного ге нератора является малая достоверностО и наглядность контроля логическихцифровых элементовЦель изобретения - повышение достоверности и наглядности контроляцифровых элементов,5 Эта цель достигается тем, что вимпульсный генератор, содержащий генератор одиночных импульсов, устройство управления, первый вход которого соединен с выходом генератора20 одиночных импульсов, два усилителятока, входы которых соединены с выходами устройства управления, устройство защиты от перенапряжения,вход которого соединен с выходной5 шиной импульсного генератора, а выход - с выходами усилителей тока, иустройство анализа состояний, входкоторого соединен с выходом устройства защиты и выход - со вторымО входом устройства управления, введе 815653ны второе устройство анализа состояний,дешифратор состояний, индикатор состояний, два одновибратора, два элемента 3 И-НЕ и второй генератор одиночных импульсов, при этом вход второго устройства анализа состояний подключен к выходу устройства защиты, выход первого устройства анализа состояний - к первому входу первого элемента 3 И-НЕ и выход второго устройства анализа состояний - к первому входу второго элемента 3 И-НЕ. Выходы первого и второго элемента 3 И-НЕ подключены, соответственно, к входам первого и второго одновибратора, выход первого одновиб-. ратора - ко второму входу второго элемента 3 И-НЕ, выход второго одновибратора - ко второму входу первого элемента 3 И-НЕ. Выходы элементов 3 И-НЕ и одновибраторов подключены к входам дешифратора состояний, к выходу которого подключен индикатор состояний. Вход второго генератора одиночных импульсов подключен к выходу первого генератора одиночных импульсов, выход второго генератора одиночных импульсов - к третьим входам элементов 3 И-НЕ.На фиг, 1 представлена структурная электрическая схема логического импульсного генератора; на фиг. 2 временные диаграммы работы генератора при генерировании положительного импульса.Импульсный генератор содержит генератор 1 одиночных импульсов, состоящий из переключателя 2 и одновибратора 3, устройство 4 управления, состоящее из элемента 5 задержки, иэ элемента НЕ б и из двух элементов 2 И-НЕ 7 и 8, усилители 9 и 10 тока соответственно положительных и отрицательных импульсов, устройство 11 защиты от перенапряжения, выходную шину 12 импульсного генератора, устройство 13 и 14 анализа состояний, два элемента 3 И-НЕ 15 и 16, два одновибратора 17 и 18, дешифратор 19 состояний, индикатор 20 состояний, второй генератор 21 одиночных импульсов. Переключатель 2 соединен с входом,одновибратора 3, выход одновибратора 3 - с первыми входами элементов 2 И-НЕ 7 и 8, выходы усилителей 9 и 10 тока соединены, соответственно, с выходами элементов 2 И-НЕ 7 и 8, выходы усилителей 9 и 10 тока - со вторым выходом устройства 11 защиты, вход устройства 11 защиты соединен с выходным зажимом 12, второй выход устройства 11 защиты - с входами устройств анализа состояний 13 и 14, выходы устройств 13 и 14 соединены, соответственно, с первыми входами элементов 3 И-ЙЕ 15 и 16, выход элемента 3 И-НЕ 15 соединен с входом одновибратора 17 и с первым входом1 О 15 20 дешифратора 19 состояний, выход элемента 3 И-НЕ 16 - с входом одновибратора 18 и с четвертым входом дешифратора 19 состояний, выход одновибратора 17 - со вторым входом дешифратора 19 и со вторым входомэлемента 3 И-НЕ 16, выход адновибратора 18 соединен с третьим входом дешифратора 19 и со вторым входом элемента 3 И-НЕ 15, выход дешифратора 19 соединен с индикатором 20 состояний, выход устройства 14 анализа состояний - с входом элемента 5 задержки, выход элемента 5 - со вторым входом элемента 2 И-НЕ 7 и с входом элемента НЕ б, выход элемента НЕ б соединен со вторым входом элемента 2 И-НЕ 8, выход .одновибратора 3 - с входом второго генератора 21 одиночных импульсов, выход второго генератора 21 одиночных импульсов соединен с третьими входами элементов 3 И-НЕ 15 и 16.На фиг, 2 представлены временнаядиаграмма - 2 выходного сигналаодновибратора 3;23 выходного сигнала второго генератора 21 одиночныхимпульсов, - 24 изменения напряженияна выходной шине 12, - 25 выходногосигнала устройства анализа состояний 14, - 26 выходного сигнала устройства 13 анализа состояний, - 27выходного сигнала элемента 15, - 28выходного сигнала одновибратора 17, -29 выходного сигнала элемента 2И- НЕ 16.Импульсный генератор работаетследующим образом,В исходном состоянии выходная шина 12 не соединена с контролируемойточкой.Напряжение на выходной шине 1240 выше уровня логического "0", но ниже уровня логической "1",На выходах устройств анализа состояний 13, 14 - уровнилогического"0", на втором входе элемента 2И-НЕ 7 - уровень логического "0", навтором входе элемента 2 И-НЕ 8уровень логической "1", переключатель2 находится в разомкнутом состоянии,на выходе одновибратора 3 и на первых входах элементов 2 И-НЕ 7 и 8уровень логического "0", на выходахэлементов 2 И-НЕ 7, 8.и на входахусилителей - уровнь логической "1",выходные сопротивления усилителей 9,10 тока в этом состоянии очень боль шие. На выходе генератора 21 одиночных импульсов й на третьих входахэлементов 3 И-НЕ 15 и 16 - уровеньлогической "1", на выходах элементов 15, 16 - уровни логической "1 ", Щ на выходах одновибраторов 17 и 18уровни логической "1", на всех входах дешифратора 19 - уровни логической "1", индикатор состояний 20индицирует состояние - логическая 5 неопределенность.При соединении выходного зажима 12 с контролируемой точкой выходные уровни устройств анализа состояний 13 и 14 зависят от уровня напряжения в контролируемой точке. При напряжении в контактируемой точке выше уровня логической "1", на выходах схем 13, 14, соответственно, уровни "1" и "0", на выходе элемента 15 и на первом входе дешифратора 19 - уровень логического "0", индикатор состояний 20 индицирует состояние - логическая "1". При напряжении в контролируемой точке ниже уровня логического "0", на выходах схем 13 и 14, соответственно, уровни "0" и "1", на выходе элемента 16 и на четвертом входе дешифратора 19 уровень логического "0", индикатор состояний 20 индицирует состояние логический "0", Если выходной зажим 12 не имеет электрического контакта с проверяемой точкой или если напряжение в проверяемой точке выше уровня логического "0", но ниже уровня логической "1", на выходах схем 13, 14 - уровни логического "0" и индикатор состояний 20 индицирует, как и в исходном состоянии генератора, состояние - логическая неопределенность.При соединении выходной шины 12 с контролируемой точкой, где напряжение ниже уровня логического "0", и при нажатии на кнопку переключателя 2 импульсный генератор генерирует одиночный положительный импульс и индикатор 20 состояний индицирует состояние - одиночный положительный импульс. Генерирование положительного импульса иллюстрировано на временных диаграммах фиг. 2. Нажатием кнопки переключателя 2 на временном моменте Т 0 запускаются одновибратор 3 и генератор 21 одиночных импульсов. Одновибратор 3 вырабатывает положительный импульс длительностью ТИ 1-22, генератор 21 одиночных импульсов вырабатывает отрицательный импульс длительностью ТИ 2-.23, Положительный импульс - 22 поступает на первые входы элементов 2 И-НЕ 7 и 8, Прохождение импульса либо через элемент 7, либо через элемент 8 зависит от напряжения на выходном зажиме 12. Так как выходной зажим 12 подключен к контролируемой точке, где напряжение ниже уровня логичес кого "0" - 24, на выходе устройства анализа состояний 14 уровень логической "1", на втором входе элемента 7 - уровень логической "1" и на втором входе элемента 8 - уровень логического "0".Импульс проходит через элемент 7, усиливается усилителем тока 9, и, поступая на выходной зажим 12, переключает логическое состояние в проверяемой точке логической схемы,На выходе схемы 14 на временном моменте Т 1-25 устанавливается уровеньлогического "0", но, так как задержка в элементе 5 задержки больше длительности импульса ТИ 1, логическоесостояние на входах элементов 7 и 8в течение импульса ТИ 1 не меняется.На выходе элемента 13 на временноммоменте Т 1 - 26 устанавливается уровень логической "1". В течение ТИ 223 отрицательный импульс генератора21 одиночных импульсов запрещает переключение элементов 15 и 16, Приокончании отрицательного импульсана временном моменте Т 2 - 23 навсех входах элемента 3 И-НЕ 1515 уровни логической "1" и элемент 15переключается - 27, запуская одновибратор 7,Одновибратор 17 вырабатывает отрицательный импульс ТИ 3-28, который20 поступает на второй вход дешифратора 19 и на вход элемента 16. Отдешифратора 19 импульс поступает наиндикатор 20 состояний, который втечение импульса ТИЗ, примерно25 100 мс индицирует состояние - логическая "1". На временном моменте ТЗна выходном зажиме 12 устанавливается уровень логического "0" - 24, навыходе элемента 14 устанавливаетсяуровень логической "1" - 25, которыйпоступает на вход элемента 16.На второй вход элемента 16 от выхода одновибратора 17 поступает отрицательный импульс ТИЗ - 28, который переключает элемент 16 на временном моменте Т 4 - 29. От выходаэлемента 16 уровень логического. "0"поступает на вход дешифратора 19 ииндикатор состояний 20 после импульса ТИЗ - 28 индицирует состояние40 логический "0".При соединении выходной шины 12с контролируемой точкой, где напряжение выше уровня логического "0",и при нажатии на кнопку переключа 45 теля 2 генератор генерирует одиночный отрицательный импульс и индикатор 20 состояний индицирует состояние - одиночный отрицательный импульс. Так как напряжение на выход-.ной шине 12 выше уровня логического"0", на выходе схемы 14 и на второмвходе элемента 7 - логический "0",на входе элемента 8 - логическая "1".Импульс ТИ 1 - 22 проходит черезэлемент 8, усиливается усилителем10 и, поступая на выходную шину 12,переключает логическое состояние впроверяемой точке логической схемы.На выходе устройства 14 устанавливается уровень логическая "1" и, посщ ле отрицательного импульса генератора 21 одиночных импульсов длительностью ТИ 2 - 23 на втором входеэлемента 16, элемент 16 переключается, запуская одновибратор 18, от65 выхода которого отрицательный им 81565350 пульс, длительностью примерно 100 мс,поступает на третий вход дешифратора 19 и индикатор 20 состояний втечение импульса индицирует состояние - логический "0".При соединении выходной шины 12 сшиной питания или с общей шиной индикатор состояний 20 индицирует, соответственно, состояние - логическая"1" или логический "0". Для различения логических цепей от цепей питания или для обнаружения короткогозамыкания логической цепи с шинойпитания или с общей шиной, на исследуемую цепь необходимо подать импульс от импульсного генератора, Генератор способен генерировать переключающие импульсы длительностьюТИ 1 - 24,если выходная шина 12 подключена к логической цепи, т,е, к выходам и входам логических элементов.Если выходную шину 12 подключить к 20шине питания или к общей шине, тогенератор не способен генерироватьимпульсы длительностью ТИ 1 - 24, ногенерирование мощных импульсов вызывает кратковременные импульсныепомехи, которые переключают быстродействующие устройства анализа состояний 13 и 14, В предлагаемом импульсном генераторе генератор 21одиночных импульсов вырабатывает30отрицательный импульс - 23, которыйв течение ТИ 2 запрещает переключение элементов 15 и 16. Таким образом, при выходных импульсах логического импульсного генератора длительностью менее ТИ 2 элементы 15 или 16не переключаются, одновибраторы 17и 18 не запускаются и импульсы индикатором состояний 20 не индицируются, В качестве устройств анализасостояний 13, 14 используют и схемы, у которых время переключениятолько немного меньше длительностигенерируемого импульса ТИ 1. Однаков этом случае уменьшаются функциональные возможности предлагаемого 4устройства, так как при использовании быстродействующих устройстванализа состояний. 13 и 14 данный.генератор используют как и быстродействующий логический индикатор.Использование импульсного генератора позволяет повышать наглядность контроля логических схем,поскольку индицируется выходное логическое статическое состояние ивыходные импульсы генератора. Повышается скорость и достоверностьконтроля, так как можно быстро убедиться в исправности генератора, вправильности подключения генератора к проверяемой точке и наблюдать 0реакцию проверяемой схемы в точке генерирования стимулирующих импульсов, С помощью генератора можно дос товерно отличить цепи логического сигнала от цепей питания и обнаружить короткие замыкания между цепями логического сигнала и цепями питания.Формула изобретенияИмпульсный генератор, содержащийгенератор одиночных импульсов, устройство управления, первый вход которого соединен с выходом генератора одиночных импульсов, два усилителя тока, входы которых соединеныс выходами устройства управления,устройство защиты, вход которого соединен с выходной шиной импульсногогенератора и выход - с выхОдами усилителей тока, устройство анализасостояний, вход которого соединенс выходом устройства защиты и выход -со вторым входом устройства управления, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения достоверности и наглядности контроля цифровыхэлементов, в него введены второеустройство анализа состояний, дешифратор состояний, индикатор состояний,два одновибратора, два элемента 3И-НЕ и второй генератор одиночныхимпульсов, при этом вход второгоустройства анализа состояний подключен к выходу устройства защиты, выход первого устройства анализа состояний подключен к первому входупервого элемента 3 И-НЕ и выход второго устройства анализа состоянийподключен к первому входу второгоэлемента 3 И- НЕ, выходы первого ивторого элемента 3 И-НЕ подключены,соответственно, к входам первого ивторого одновибратора, выход первогоодновибратора подключен ко второмувходу второго элемента 3 И-НЕ, выход второго одновибратора подключенко второму входу первого элемента3 И-НЕ, выходы элементов 3 И-НЕ иодновибраторов подключены к входамдешифратора состояний, к выходу которого подключен индикатор состояний,вход второго генератора одиночныхимпульсов подключен к выходу первого генератора одиночных импульсов,выход второго генератора одиночныхимпульсов подключен к третьим входамэлементов 3 И-НЕ.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Электроника, 1975, Р 19,с. 37-45,2. Приборы и системы управления,1977, 9 10, с. 50, 51.815653 Тз Вигула едактор Н. писное д. 4 лиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектн акаэ 1029/75 ВНИИПИ Р по дел 113035, Мос