управляемый генератор импульсов

Формула изобретения

Управляемый генератор импульсов, содержащий четыре последовательно соединенных инвертора, конденсатор, включенный между выходом второго и входом первого инверторов, два последовательно соединенных резистора, включенных между выходом третьего и входом первого инверторов, переменный резистор, включенный между выходом четвертого инвертора и точкой соединения двух резисторов, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения генератора за счет обеспечения возможности установления границ диапазона изменения частоты генерируемых импульсов, в него введены два излучателя света, один из которых подключен своими выводами к цепи управления, а другой к источнику тока, при этом в качестве переменного резистора использовано фотосопротивление.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в радиоэлектронных устройствах с изменяемой частотой импульсов, в частности в системах дистанционного и автоматического регулирования, преобразования светового потока в частоту импульсов, в электромузыкальных инструментах.

Известен генератор импульсов, содержащий в качестве основного активного элемента , нагрузочный резистор, фотоприемники, оптоэлектронные затворы, излучатели света (светодиоды). Для работы генератора в режиме генерации необходимо подавать одновременно два сигнала логической 1 на два входа. Период (частота) генерации постоянен и обуславливается временными задержками срабатывания оптоэлектронных затворов и фотоприемников. Временные задержки являются константами для каждого названного элемента и зависят только от их электрофизических параметров. Цепи управления генератором гальванически не связаны с его электрическими цепями (авт.св. N 1241431, кл. Н 03 К 3/42, БИ N 24, 1986).

Недостатком известного генератора является невозможность изменять частоту генерируемых импульсов вследствие отсутствия внешних времязадающих элементов. Кроме этого, временные задержки оптоэлектронных затворов и фотоприемников малы, поэтому генератор не может генерировать импульсы с низкой частотой следования порядка 10 100 Гц.

Известные преобразователи светового потока в частоту импульсов строятся на основе мультивибраторов и блокинг-генераторов. В зависимости от требований к светочувствительности и линейности характеристики генератора могут быть использованы фотоприемники в виде фоторезисторов, фотодиодов, фотоконденсаторов или фотосопротивления. Например, в преобразователе с чувствительностью 15 Гц/лк используют фотодиоды, а в преобразователе с более высокой чувствительностью 88 Гц/лк применяют фотосопротивления. Во всех схемных вариантах генераторов фотоприемники включаются в цепь управления частотой импульсов. Элементы времязадающих цепочек фиксированы и подбираются для каждого конкретного участка диапазона рабочих частот (Будяков В.П. Релаксационные генераторы импульсные преобразователи неэлектрических величин. М: Энергия, 1974, с. 107).

Недостатком известных преобразователей светового потока в частоту импульсов является невозможность перехода с одного участка диапазона рабочих частот на другой без замены резисторов или конденсаторов времязадающих цепочек. Кроме того, нельзя изменить чувствительность преобразователя непосредственно в процессе его функционирования.

Известен несимметричный мультивибратор, применяемый в электромузыкальных инструментах. Управление его частотой в пределах заданного диапазона осуществляется фотосопротивлением. Границы диапазона жестко фиксированы, а их выбор производится путем замены резистора или конденсатора времязадающей цепочки (Доценко Ю.А. Светофон. Радио, N 11, 1984, с. 49).

Недостатком такого несимметричного мультивибратора является отсутствие возможности изменения границ диапазона частот, вырабатываемых им импульсов непосредственно в ходе его работы. Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности является управляемый генератор импульсов, содержащий четыре последовательно соединенных инвертора, конденсатор, включенный между выходом второго и входом первого инвертора, два последовательно соединенных резистора, вывод одного из которых подключен к выходу третьего инвертора, вывод второго резистора подключен ко входу первого инвертора, а к соединенным между собой выводам этих резисторов и выходу четвертого инвертора подключен переменный резистор или, в качестве переменного резистора, электронное устройство, состоящее из двух встречно включенных полевых транзисторов с резисторами в выходной цепи, затворы полевых транзисторов подключены к источнику управляющего напряжения, каждый полевой транзистор со своим резистором зашунтирован диодом. Управление частотой импульсов генератора пpоизводится в результате изменения сопротивления переменного резистора или внутреннего сопротивления электронного устройства вследствие изменения управляющего напряжения на соединенных между собой затворах полевых транзисторов (см. а.с. N 921053, МКИ Н 03 К 3/28, БИ, N 14, 1982).

Недостатком данного генератора является низкая помехозащищенность, что обусловлено гальванической связью цепи управления, частотой генератора с источником управляющего напряжения. Вследствие этого, при значительном удалении переменного резистора, как дистанционного управляющего частотой органа, от остальной части схемы может ухудшаться стабильность работы генератора. Кроме этого, широкий диапазон регулирования частоты импульсов затрудняет осуществление точных регулировок частоты в заранее выбранном участке диапазона частот.

Цель изобретения расширение области применения генератора за счет обеспечения возможности установления границ диапазона изменения частоты генерируемых импульсов.

Положительный эффект от использования изобретения заключается в том, что можно, без каких-либо переключений в его электрической схеме изменять границы диапазона частот. Кроме этого, линии связи цепей управления с управляющим объектом и изменения границ диапазона частот не нуждаются в экранировании и специальных мерах защиты от радиопомех и различных видов наводок.

Поставленная цель достигается тем, что в управляемый генератор импульсов, содержащий четыре последовательно соединенных инвертора, конденсатор, включенный между выходом второго и входом первого инверторов, два последовательно соединенных резистора, включенных между выходом третьего и входом первого инверторов, переменный резистор, включенный между выходом четвертого инвертора и точкой соединений двух резисторов, введены дополнительно два излучателя света, один из которых подключен своими выводами к цепи управления, а другой к источнику тока, при этом в качестве переменного резистора использовано фотосопротивление.

На чертеже приведена функциональная схема управляемого генератора импульсов. Изобретение выполнено с применением микросхемы К155ЛА-3, фотосопротивления СФ2-5, ламп накаливания МН1-0,062. Управляемый генератор импульсов содержит четыре последовательно соединенных инвертора 1 4, конденсатор 5, включенный между выходом второго и входом первого инверторов, два последовательно соединенных резистора 6 и 7, вывод резистора 6 подключен к выходу инвертора 3, вывод резистора 7 подключен ко входу инвертора 1, а к соединенным между собой выводам резисторов 6 и 7 подключено фотосопротивление 8, второй вывод которого подключен к выходу инвертора 4. Фотосопротивление 8 засвечивается двумя излучателями света 9 и 10, один из них 9 подключен своими выводами к цепи управления частотой, а другой 10 подключен к собственному источнику тока 11.

Работа управляемого генератора импульсов происходит следующим образом. Под действием перезаряда конденсатора 5 происходит изменение потенциала на входе инвертора 1, который при достижении порога срабатывания переключается. Переключение инвертора 1 вызывает смену состояний инверторов 2, 3, 4 и перезаряд конденсатора 5, в результате чего возникает режим генерации. Частота генерации определяется параметрами цепи, состоящей из конденсатора 5, резисторов 6 и 7 и величиной сопротивления фотосопротивления 8. Выбор рабочего участка диапазона частот осуществляется с помощью излучателя света 10. Осуществляется это за счет того, что при дополнительной подсветке фотосопротивления 8 уменьшается его сопротивление и рабочий участок диапазона смещается в сторону высоких частот. Снижение интенсивности излучателя 10 влечет за собой расширение диапазона в сторону низких частот. Управление частотой импульсов в выбранном диапазоне производится излучателем 9.