генератор импульсов

Формула изобретения

Генератор импульсов, содержащий инвертор, вход которого соединен с выходом интегрирующей RC-цепи, логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход которого через резистор соединен со вторым выводом магнитного элемента, отличающийся тем, что дополнительно введен управляемый фронтом сигналов триггер, выполненный в виде D-триггера, первый вход которого соединен с выходом инвертора, второй вход соединен с выходом логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а магнитный элемент выполнен в виде автотрансформатора с прямоугольной петлей гистерезиса, третий вывод которого соединен с входом интегрирующей RC-цепи и прямым выходом D-триггера, инверсный выход которого соединен с первым входом логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с первым выводом автотрансформатора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах вычислительной техники и систем управления.

Известен генератор импульсов (см. а.с. СССР 450322 от 02.12.72, МКИ Н 03 К 3/30 "Двухтактный генератор импульсов" автор B.C. Моин, опубл. 15.11.74. Бюл. 42), содержащий транзисторы, база-эмиттерные переходы которых зашунтированы диодами, с выходным трансформатором, имеющим обмотку обратной связи с отводом, зашунтированную резистивно-емкостной цепочкой. База одного транзистора соединена с общей точкой соединения резистора и конденсатора резистивно-емкостной цепочки, а база другого транзистора - с отводом обмотки обратной связи через вновь введенный резистор.

Недостатками генератора импульсов являются большое собственное потребление и большой ток коллектора открытого транзистора.

Наиболее близким к заявляемому объекту является генератор импульсов (см. описание к патенту Российской Федерации 2129331 от 23.09.97 МКИ Н 03 К 3/30 "Генератор импульсов" авторов Е.И. Рыжакова и Г.И. Шишкина опубл. 20.04.99. Бюл. 11), содержащий два инвертора, два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два транзистора разного типа проводимости, три резистора, дроссель и интегрирующую RC-цепь. Выход первого инвертора соединен с первым выводом дросселя, эмиттерами транзисторов и входом второго инвертора, выход которого через первый резистор соединен с вторым выводом дросселя и с базами транзисторов. Первый вход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с коллектором первого (n-р-n) транзистора и через второй резистор с шиной питания, второй вход - с коллектором второго (р-n-р) транзистора и через третий резистор с общей шиной, а выход - с первым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго инвертора, а выход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ через интегрирующую RC-цепь с входом первого инвертора.

Недостатком данного генератора импульсов является техническая сложность схемной реализации, связанная с большим количеством элементов.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является создание генератора импульсов, обладающего простотой схемной реализации.

Технический результат, заключающийся в упрощении генератора, достигается тем, что в генераторе импульсов, содержащем инвертор, вход которого соединен с выходом интегрирующей RC-цепи, логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход которого через резистор соединен со вторым выводом магнитного элемента, дополнительно введен управляемый фронтом сигналов D-триггер, первый вход которого соединен с выходом инвертора, второй вход соединен с выходом логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а магнитный элемент выполнен в виде автотрансформатора с прямоугольной петлей гистерезиса, третий вывод которого соединен с входом интегрирующей RC-цепи и прямым выходом D-триггера, инверсный выход которого соединен с первым входом логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с первым выводом магнитного элемента.

На чертеже приведена принципиальная схема генератора импульсов.

Генератор импульсов содержит магнитный элемент 1, резистор 2, интегрирующую RC-цепь 3, логический элемент 4, инвертор 5, триггер 6. Интегрирующая RC-цепь 3 состоит из резистора 7 и конденсатора 8.

Вход инвертора 5 соединен с выходом интегрирующей RC-цепи 3. Первый вход логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 через резистор 2 соединен со вторым выводом магнитного элемента 1, D-вход триггера 6 соединен с выходом инвертора 5, С-вход соединен с выходом логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4, третий вывод магнитного элемента 1 соединен с входом интегрирующей RC-цепи 3 и прямым выходом триггера 6, инверсный выход которого соединен с первым входом логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4, второй вход которого соединен с первым выводом магнитного элемента 1.

Генератор импульсов работает следующим образом.

Рассмотрим работу генератора с момента времени, когда при подаче питания на инверсном выходе триггера 6 устанавливается уровень логической "1", на прямом выходе - уровень логического "0", конденсатор 8 интегрирующей RC-цепи 3 находится в разряженном состоянии. Инвертор 5 устанавливается в состояние логической "1". На обоих входах логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 устанавливается уровень логической "1", поддерживающий логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 в состоянии логического "0". Через резистор 2 и магнитный элемент 1 начинает протекать ток по цепи "инверсный выход триггера 6, резистор 2, обмотка магнитного элемента 1, прямой выход триггера 6", перемагничивающий сердечник магнитного элемента 1. После перемагничивания магнитного элемента 1 падение напряжения на нем уменьшается, на втором входе логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 устанавливается уровень логического "0". Логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 переключается в состояние логической "1", на С-входе триггера 6 формируется положительный перепад напряжения, который переключает триггер 6 в состояние, определяемое уровнем логической "1" на его D-входе. На инверсном выходе триггера 6 устанавливается уровень логического "0", на прямом выходе устанавливается уровень логической "1". Конденсатор 8 интегрирующей RC-цепи 3 заряжается до порога срабатывания инвертора 5, который переключается в состояние логического "0". Уровень логического "0" устанавливается на обоих входах и на выходе логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4, одновременно магнитный элемент 1 начинает перемагничиваться током резистора 2 по цепи "прямой выход триггера 6, обмотка магнитного элемента 1, резистор 2, инверсный выход триггера 6". После перемагничивания магнитного элемента 1 на втором входе логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 устанавливается уровень логической "1" и на его выходе устанавливается уровень логической "1". На С-входе триггера 6 формируется положительный перепад напряжения, который переключает триггер 6 в состояние, определяемое уровнем логического "0" на его D-входе. На инверсном выходе триггера 6 устанавливается уровень логической "1", и процесс формирования импульсов продолжится.

Упрощение схемы генератора импульсов достигается использованием одного инвертора, одного конденсатора, двух резисторов, одного магнитного элемента, одного триггера, одного логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Всего семь элементов.

В прототипе используются два инвертора, два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два транзистора, один дроссель, четыре резистора, один конденсатор. Всего двенадцать элементов, следовательно, по количеству используемых элементов схема предлагаемого генератора упрощена в 1,7 раза.

В качестве элементной базы устройства выбраны микросхемы КМОП серии 564, автотрансформатор выполнен на сердечнике из сплава АМАГ 183. Время перемагничивания используемых сердечников 20 мкс, а время задержки, определяемой постоянной времени интегрирующей RC-цепи - 5 мкс.

Изготовлен лабораторный макет генератора. Испытания макета подтвердили работоспособность заявленного устройства и его практическую ценность.