Резервированный мультивибратор

О П И С А Н И Е 892753ИЗОБРЕТЕИ ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиикСоциапистичесиикРеспублик(22)Заявлено 09.0,80 (21) 2908383/18 21 . (5)М. Кл. с присоединением заявки РЙН 05 К 10/00 Ьеуаарстмнкьй комитет СССР вв делай нзабретеннй н открытийДата опубликования описания 25. 12.81(72) Авторы изобретения В, А. Конофьев, В. К, Лой и В, Я. Лаго Заявитель 5) РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ ИУЛЬТИВИБРАТО сходит значительное изоты и мо ности на нав- одИзобретение относится к им сной технике и может быть испо вано при построении устройств высокой надежности.Известен резервированный мультивибратор, содержащий дублированные мультивибраторы с жесткой синхронизацией между ними, в котором переход в одно состояние квазиравновесия осуществляется при разряде двух или трех конденсаторов из ч тырех, а в другое - при разряде ного из двухВ известном устройстве устранена возможность взаимной синхронизации на высшей частоте только для одного из плеч.Недостатком устройства является также то, что прл уменьшении емкости одного из конденсаторов (С 1 или 0) устройство генерирует частоту, один из полупериодов которой определяется данным неисправным конденсатором. Кроме того, при изменении напряжения питания проименение част щгрузке.Известен также резервированныймультивибратоо, содержащий три сим"метричных мультивибратора, каждый изкоторых выполнен на двух транзисторах и двух мажоритарных элементах,В устройстве три мультивибратора переходят из одного состояния квазиравновесия в другое после разрядадвух из трех цепочек конденсаторов,т.е. синхронизация осуществляетсяна частоте мультивибратора, соответствующей заданной мажоритарнойфункции 21Недостатками этого устройства являются значительное изменение мощ"ности на нагрузке при изменении на"пряжения питания, большое количествоактивных элементов и значительноеэнергопотребленм, так как функциигенерирования импульсов выполняютсяодними активными элементами, а функ15 ции мажоритарной обработки сигналов реализуются другими элементами,Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является резервированный мультивибратор, содержащий три симметричных мультивибратора, каждое плечо первого и третьего мультивибратора содержит транзистор, базовая цепь которого подключена через время задающий резистор к первой шине питания и к первой обкладке времязадающего конденсатора, вторая обкладка конденсатора соединена с коллектором транзистора противоположного плеча и через коллекторный резистор с той же шинои питания, каждое плечо второго мультивибратора содержит два ние скважности до 303 при неисправностях типа "короткое замыкание" цепи коллектор-эмиттер транзистора или база-эмиттерного перехода транзистора; изменение мощности на нагрузке до 11/ при изменении напряжения питания с 23 до 32 В (относите,пьно мощности при номинальном напряжении); сложность проверки отсутствия короткого замыкания одного из двух последовательно включенных кон денсаторов при периодических проверках устройства.Цель изобретения - повышение стабильности параметров.Для достижения указанной цели в резервированный мультивибратор, содержащий три мультивибратора, каждоетранзистора, коллектор одного транзистора соединен с эмиттером трэн О зистора первого мультивибратора, эмиттер соединен со второй шиной источника питания, эмиттер другого транзистора соединен с коллектором - транзистора третьего мультивибратора, базовые цепи обоих транзисторов подключены через времязадающие резисторы к первой шине питания и к первым обкладкам времязадающих конденсаторов, вторые обкладки конденсаторов зо соединены с коллекторами транзисторов г 1 ротиво: оложного плеча, коллекторные резисторы левого плеча включены па"раллельно, все времязадающие конденсаторы состоят из двух последователь"но включенных конденсаторов, эмиттертранзистора первого мультивибратора через диод соединеч с эмиттером транзистора второго мультивибрдтора и о4 ОНедостатками данного устройства являются: значительное уменьшение амплитуды импульсов (до 1 В), уменьшение скважности импульсов (в 1,7 раза) и увеличение частоты импульсов (в 545 раз) при неисправности типа "короткое замыканием база-коллекторного перехода транзистора. Это происходит за счет образования цепи, шунтирующей нагрузку," закороченный база-коллекторный переход транзистора, диод, база-эмиттерный переход транзистора; большой уход скважности и частоты при неисправностях типа "короткое замыкание" база-коллекторного перехода или коллектор-эмиттер транзистора (скважность увеличивается в 3,3, раза, а частота увеличивается в 2,3 раза), увеличение частоты до 281 и увеличеплечо первого и третьего мультивиб" ратора содержит транзистор, базовая цепь которого подключена через времязадающий резистор к первой шине питания и к первой обкладке времязадающего конденсатора, вторая обкладкаконденсатора соединена с коллекторомтранзистора противоположного плеча и через коллекторный резистор с той же шиной питания, каждое плечо второго мультивибратора содержит два транзистора, коллектор одного транзистора соединен с эмиттером транзистора первого мультивибратора, эмиттер соединен со второй шиной источника питания, эмиттер другого транзистора соединен.с коллектором транзистора третьего мультивибратора, базовые цепи обоих транзисторов подключены через времязадающие резисторы к первой шине питания и к первым обкладкам времязадающих конденсаторов, вторые обкладки конденсаторов соединены с коллекторами транзисторов противоположного плеча, коллекторные резисторы левого плеча включены параллельно, введены в каждое плечо по два дополнительных транзистора и ограничивающие резисторы, в правое плечо три дополнительных времязадающих резистора и конденсатора, и три стабилитрона с токозадающими резисторами,в левом плече коллектор первого до; волнительного транзистора третьего мультивибратора соединен через коллекторный резистор с первой шиной источника питания, с коллекторами транзисторов первого и второго мультивибраторов и с выходной шиной устройства,эмиттер его соединен с коллекторомвторого дополнительного трназистора892753, Ьладки конденсаторов 13-18 через резисторы 37-42 и 22-27 соединены соответственно с базами транзисторов 11,4, 7, 12 3 и 8 и с катодами стабилиВ тронов 43-45, катоды стабилитронов43-45 через резисторы 52-54 соединенысоответственно с коллекторами тран" )зисторов 11, 7 и 3, шина 56 соединена с эмиттерами транзисторов 6,16 10, 2, 4, 12 и 8, коллекторы которыхсоединены соответственно с эмиттерами транзисторов 1, 5, 9, 11, 7 и 3.Резервированный мультивибраторработает следующим образом.1 Ф Предположим, что в одном из состояний квазиравновесия устройстваоткрыты транзисторы 1, б, 5, 10,9 и 2 левого плеча и конденсаторы13-18 разряжаются через резисторы 22"2 е 27 и открытые транзисторы 1, 6, 5,10, 9 и 2 а конденсаторы 19-21 за)ряжаются соответственно через резисторы 52-54, 31-36 и база-эмиттерные переходы транзисторов 1,б,5, 10, 9 и 2. При разряде не менеечетырех конденсаторов 13-18 из шести, транзисторы 1, б, 5, 10, 9 и 2закрываются, а транзисторы 11, 4, 7,12, 3 и 8 открываются и нагрузочные36 резисторы 52-54 подключаются к шине56, а конденсаторы 19-21 получаютвозможность разряжаться, Мгновенно развивается лавинообразный про"цесс и мультивибратор опрокидываетсяв другое состояние квазиравновесия,в котором работает аналогично. Приэтом три мультивибратора оказываютсяжестко синхронизированными на часто.,те, соответствующей мажоритарной функ"40 ции "два иэ трех".При изменении напряжения питаниямультивибратора, напряжение питанияколлекторных и базовых цепей транэис"торов правого плеча не изменяется 4 за счет применения стабилитронов 43"45, Длительность периода колебанийТ=Т 1 +ТДля приближенных расчетов и в условиях малого изменения рабочих тем" бо ператур длительность полупериодовопределяется по формулам первого мультивибратора, эмиттер которого соединен со второй шиной источника питания, базы транзисторов левого плеча первого, второго и третьего мультивибраторав через ограничивающие резисторы соответственно попарно соединены между собой и подсоединены к первым обкладкам соответствующих времязадающих конденсаторов, . в правом плече коллектор первого дополнительного транзистора третьего мультивибратора соединен через коллекторный резистор с первой шиной питания, эмиттер его соединен с коллектором второго дополнительного транзистора первого мультивибратора, эмиттер которого соединен с второй шиной источника питания, базы транзисторов правого плеча через ограничивающие резисторы подсоединены к соответствующим первым выводам времязадающих резисторов и к первым обкладкам времязадающих конденсаторов, вторые обкладки конденсаторов соединены между собой и с выходной шиной устройства,катод каждого из стабилитронов соединен через коллекторный резистор с коллектором соответствующего транзистора правого плеча, че" рез токоэадающий резистор с первой шиной источника питания и через время- задающие и ограничивающие резисторы с базами соответствующих двух транзисторов правого плеча, аноды соединены со второй шиной источника пита. ния.На чертеже приведена принципиаль" ная электрическая схема резервированного мультивибратора. Резервированный мультивибратор содержит три мультивибратора соответственно на двух парах транзисторов 1, 2 и 3 -б и 7 - 10 и 11 и 12, времязадающие конденсаторы 13-21 и резисторы 22-30, ограничивающие резисторы 31- 42, стабилитроны 43-45, резисторы 46-48, коллекторные резисторы 49-54, первую и вторую шины 55 и 56 источника питания и элемент 57 нагрузки, причем шина 55 через резисторы 28- 36 соединена соответственно с базами транзисторов 1, 2, 5, 6, 9 и 10, через резисторы 46-48 соответственно с катодами стабилитронов 43-45, через резисторы 49-51 с коллекторами транзисторов 1, 5 и 9, которые объединены и подключены к первым обкладкам конденсаторов 13- 18, вторые обкгде С,1 - величина емкости. одного изравных между собой конденсаторов 13-18;, 89275335 Формула изобретения Резервированный мультивибратор, содержащий три мультивибратора, каждое5 плечо первого и третьего мультивибратора содержит транзистор, базовая цепь которого подключена через время- задающий резистор к первой шиив питания и к первой обкладке времязадающего конденсатора, вторая обкладка конденсатора соединена с коллектором транзистора противоположного плеча и через коллекторный, резистор с той же шиной питания, каждое плечо второго мультивибратора содержит два транзистора, коллектор одного транзистора соединен с эмиттером транРД - величина сопротивления одного иэ равных между собой резисторов 22-27;С - величина емкости одного изравных между собой конденсаторов 19-21;Щ - величина сопротивления одного из равных между собойрезисторов 28-30;Е, - величина напряжения пита Ония;величина стабилизированногонапряжения на стабилитронахЦ 3 ЦТак как мощность на элементе 57 15 нагрузки выделяется когда закрыты транзисторы левого плеча, а открыты транзисторы правого плеча, т.е, во время Т, то при изменении напряжения питания она меняется незначитель но (увеличение напрянения питания компенсируется уменьшением полупериода Т, уменьшение напряжения питания компенсируется увеличением полупериода Т),При выходе из строя одного иэ эле ментов работоспособность устройства не нарушается.Изобретение обеспечивает уменьшение погрешности устройства при выходе из строя одного из элементов (изме- зо нение частоты меньше или равно М, мощность на нагрузке не изменяется), повышение стабильности мощности на нагрузке при изменении напряжения питания изменение мощности на нагрузке меньше или равно 25 Ц и упрощение проверки работоспособности устройства при периодических перепроверках (за счет исключения последовательно включенных конденсаторов).40 зистора первого мультивибратора, эмиттер соединен со второй шиной источника питания, эмиттер другого транзистора соединен с коллектором транзис" тора третьего мультивибратора, базовые цепи обоих транзисторов подключены через времязадающие резисторы к первой шине питания и к первым обкладкам времязадающих конденсаторов, вторые обкладки конденсаторов соединены с коллекторами транзисторов противоположного плеча, коллекторные резисторы левого плеча включены параллельно, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения стабильности, параметров, в него введены в каждое плечо по два дополнительных транзистора и ограничивающие резисторы, в правое плечо - три дополнительных времязадающих резистора и конденсатора, и три стабилитрона с токозадающими резисторами, в левом плече коллектор первого дополнительного транзистора третьего мультивибратора соединен через коллекторный резистор в первой шиной источника питания, с коллекторами транзисторов первого и второго мультивибраторов и с выходной шиной устройства, эмиттер его соединен с коллектором второго дополнительного транзистора первого мультивибратора, эмиттер которого соединен со второй шиной источника питания, базы транзисторов левого плеча первого,второго и третьего мультивибраторов через ограничивающие резисторы соответственно попарно соединены между собой и подсоединены к первым обкладкам соответствующих времязадающих конденсаторов, в правом плече коллектор первого дополнительного транзистора третьего мультивибратора соединен через коллекторный резистор с первой шиной питания, эмиттер его соединен с коллектором второго дополнительного транзистора первого мультивибратора, эмиттер которого соединен с второй шиной источника питания, базы транзисторов правого плеча через ограничивающие резисторы подсоединены к соответствующим первым выводам время- задающих резисторов и к первым обкладкам времязадающих конденсаторов, вторые обкладки конденсаторов соединены между собой и с выходной шиной устройства, катод каждого из стабилитронов соединен через коллекторный резистор с коллектором соответствующего транзистора правого плеча, через токозадающий резистор с .первойшиной источника питания и через вре-,мязадающие и ограничивающие резисторы с базами соответствующих двухтранзисторов правого плеча, анодысоединены со второй шиной источника питания,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 892753 10 1. Авторское свидетельство СССР И 383203, кл. Н 03 К 3/26; 11.04.71. 2, Авторское свидетельство СССР У 39 Я 68, кл. Н 03 К 3/281, 24.02.71. 3. Авторское свидетельство СССРВ 649130; кл. Н 03 К 3/28, 1977(про"тотип).