генератор импульсов

Классы МПК:H03K3/26 с использованием в качестве активных элементов транзисторов с внутренней или внешней положительной обратной связью
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно- исследовательский институт экспериментальной физики
Приоритеты:
подача заявки:
2001-10-08
публикация патента:

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах вычислительной технике и систем управления. Достигаемый технический результат - простота схемной реализации. Генератор импульсов содержит D-триггер, два транзистора, три резистора и конденсатор. 1 ил.

Рисунки к патенту РФ 2214676

Рисунок 1

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

Известен генератор импульсов (см. а.с. СССР 1762387 от 13.12.90, МКИ: Н 03 К 3/26 "Генератор импульсов" авторов Л.Б. Егорова и Г.И. Шишкина, опубл. 15.09.92, Бюл. 34), содержащий первый и второй транзисторы одного типа проводимости, третий и четвертый транзисторы другого типа проводимости, три резистора и конденсатор. Базы первого и второго транзисторов соединены с коллекторами, соответственно, третьего и четвертого транзисторов, а базы третьего и четвертого транзисторов подключены к коллекторам, соответственно, первого и второго транзисторов. Коллекторы первого и четвертого транзисторов соответственно через первый и второй резисторы соединены с общей шиной и шиной питания соответственно. Эмиттер четвертого транзистора соединен с общей шиной. Первые выводы третьего резистора и конденсатора соединены между собой, а второй вывод конденсатора соединен с общей шиной. Эмиттер первого транзистора подключен к шине питания. Коллекторы первого и четвертого транзисторов соединены между собой, а эмиттеры второго и третьего транзисторов подключены к второму выводу третьего резистора.

Недостатком генератора импульсов является низкая нагрузочная способность за счет шунтирования сопротивлением нагрузки сопротивления первого резистора.

Наиболее близким к заявляемому объекту является генератор импульсов (см. книгу "Справочник по микроэлектронной импульсной технике", авторов В.Н. Яковлева, В.В. Воскресенского, С.И. Мирошниченко и др - К.: Технiка, 1983, стр. 241, рис.10.1a), содержащий управляемый фронтами JK-триггер, два транзистора одного типа проводимости, четыре резистора, конденсатор и шесть диодов. Эмиттер первого транзистора соединен с анодами первого и второго диодов и через первый резистор - с шиной питания, а коллектор соединен с J-входом триггера и через второй резистор - с шиной питания. Коллектор второго транзистора соединен с K-входом триггера и через третий резистор - с шиной питания, а эмиттер соединен с анодами третьего и четвертого диодов и через четвертый резистор - с шиной питания. Катоды первого и четвертого диодов соединены, соответственно, с прямым и инверсным выходами триггера. Катод второго диода соединен с базой первого транзистора, анодом первого диода и через конденсатор - с базой второго транзистора, катодом третьего диода и анодом шестого диода. Катоды пятого и шестого диодов соединены с шиной опорного напряжения.

Недостатком данного генератора импульсов является сложность схемной реализации, связанная с большим количеством элементов и необходимостью формирования опорного напряжения.

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 управляемый фронтами триггер, два транзистора одного типа проводимости, база и эмиттер первого из которых соединены с первыми выводами, соответственно, конденсатора и первого резистора, коллектор через второй резистор соединен с шиной питания, и третий резистор, управляемый фронтами триггер выполнен в виде D-триггера, D-вход которого соединен непосредственно со вторым выводом конденсатора и через третий резистор со своим инверсным выходом, С-вход - с коллекторами транзисторов, база первого из которых соединена со вторым выводом второго резистора и эмиттером второго транзистора, база которого соединена с эмиттером первого транзистора и общей шиной.

Указанная совокупность признаков позволяет упростить схему генератора при этом процесс перезаряда конденсатора осуществляется без использования источника опорного напряжения и диодов.

На чертеже приведена принципиальная схема генератора импульсов.

Генератор импульсов содержит триггер 1, первый 2 и второй 3 транзисторы одного типа проводимости, конденсатор 4, первый 5, второй 6 и третий 7 резисторы. Первый вывод резистора 5 соединен с эмиттером транзистора 2, база которого соединена с первым выводом конденсатора 4. Первый вывод резистора 6 подключен к коллекторам транзисторов 2 и 3 и к С-входу триггера 1, а второй вывод резистора 6 соединен с шиной 8 питания. Инверсный выход триггера 1 через резистор 7 соединен D-входом триггера 1 и вторым выводом конденсатора 4. Второй вывод резистора 5 соединен с базой транзистора 2 и эмиттером транзистора 3, база которого соединена с эмиттером транзистора 2 и общей шиной 9.

Генератор импульсов работает следующим образом.

Рассмотрим работу генератора с момента времени, когда при подаче питания на инверсном выходе триггера 1 устанавливается уровень логической "1", при этом конденсатор 4 начинает заряжаться через резистор 7 и параллельно соединенные резистор 5 и переход база-эмиттер транзистора 2. Транзистор 2 открывается и напряжение на его коллекторе, а следовательно, на С-входе триггера 1 уменьшается до уровня напряжения насыщения коллектор-эмиттер транзистора 2, то есть практически до нуля, а транзистор 3 остается закрытым за счет обратного напряжения между базой и эмиттером, равного падению напряжения на переходе база-эмиттер транзистора 2. По мере заряда конденсатора 4 базовый ток и напряжение между базой и эмиттером транзистора 2 начинают уменьшаться. При достижении напряжения база-эмиттер уровня порога отпирания транзистора 2, транзистор 2 закрывается и на его коллекторе, а следовательно, на С-входе триггера 1 формируется положительный перепад напряжения, который переключает триггер 1 в состояние, определяемое уровнем логической "1", присутствующей на его D-входе. На инверсном выходе триггера 1 устанавливается уровень логического "0" и конденсатор 4 начнет разряжаться через резистор 7 и параллельно соединенные резистор 5 и переход база-эмиттер транзистора 3. При достижении напряжения на конденсаторе 4 уровня порога отпирания транзистора 3, последний закрывается, и на С-входе триггера 1 формируется положительный перепад напряжения, который переключает триггер 1 в состояние, определяемое уровнем логического "0" на его D-входе. На инверсном выходе триггера 1 устанавливается уровень логической "1" и процесс формирования импульсов продолжится.

При построении генератора импульсов используется один триггер, два транзистора, один конденсатор и три резистора. Всего - семь элементов.

В прототипе используется один триггер, два транзистора, один конденсатор, четыре резистора, шесть диодов и один источник опорного напряжения. Всего - пятнадцать элементов.

Следовательно, по количеству используемых элементов схема предлагаемого генератора упрощена в 2 раза.

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

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Генератор импульсов, содержащий управляемый фронтами триггер, два транзистора одного типа проводимости, база и эмиттер первого из которых соединены с первыми выводами, соответственно, конденсатора и первого резистора, коллектор - через второй резистор соединен с шиной питания, и третий резистор, отличающийся тем, что управляемый фронтами триггер выполнен в виде D-триггера, D-вход которого соединен непосредственно со вторым выводом конденсатора и через третий резистор со своим инверсным выходом, С-вход - с коллекторами транзисторов, база первого из которых соединена со вторым выводом первого резистора и эмиттером второго транзистора, база которого соединена с эмиттером первого транзистора и общей шиной.



Наверх