Генератор прямоугольных импульсов

 

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться . в качестве генераторощ тактовых импульсов , серии импульсов, генератора временных меток в различных устройствах обработки информации, автоматики и вычислительной техники. Цель изобретения - повышение надежности рабо.у пит Hf -Ь и пит. / Vut.j

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1221711 (594 Н 03 К 3/03

®д,„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3787270/24-21 (22) 06.09,84 (46) 30.03.86. Бюл. и 12 (72) Б.Я.Ханин и В,И.Федоров (53) 621.374.5 (088.8) (56) Патент США Ф 3851277, кл. 331ill 1974.

Мелен P. Гарланд Г. Интегральные микросхемы с КИОП-структурами.

М.: Энергия, 1979, с. 105, р.6.1. (54) ГЕНЕРАТОР ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться в качестве генераторов тактовых импульсов, серии импульсов, генератора временных меток в различных устройствах обработки инФормации, автоматики и вычислитепьной техники. Цель изобретения — повьиаение надежности рабо:,1221 ты генератора, расширение частотного диапазона и повышение стабильности частоты при изменении напряжения питания. Генератор содержит соединенные последовательно инверторы 1 и 2 на КМДП-транзисторах, времязадающий резистор 3 и конденсатор 4, Выход инвертора 1 через резистор 3 соединен с входом инвертора 2 и через конденсатор 4 — с выходом инвертора 2.

Полевой транзистор 5, диоды 6 и 7, резисторы 8, 9 и 10 соответственно зашунтированы конденсаторами 11, 12 и 13. Резистор 10 включен между эатвбром и стоком транзистора 5, реэис711 тор 8 — между затвором транзистора 5 и анодом диода 6, катод которого соединен с входом инвертора l. Резистор

9 включен между анодом диода 6 и отрицательной шиной источника питания инверторов. Анод диода 7 соединен с входом инвертора 1, а катод — с затвором транзистора 5. Отмечается, что при работе генератора на средних и низах частотах на выходах инверторов 1 и 2 не возникает напряжений, превышающих напряжение питания инверторов, что существенно повышает надежность работы генератора, 2 ил.

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться в качестве генератора тактовых импульсов, генератора серии импульсов, генератора временных меток в различных устройствах цифровой обработки информации; автоматики и вычислительной техники.

Целью изобретения является повышение надежности работы генератора, расширение частотного диапазона и повышение стабильности частоты при изменении напряжения питания.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема генератора прямоуголь- 1 ных импульсов; на фиг. 2 — осцилограммы напряжений, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит соединенные последовательно первый 1 и второй 2 инверторына КМДП-транзисторах, времязадающий резистор 3 и конденсатор

4, выход инвертора 1 через резистор

3 соединен с входом инвертора 2 и через конденсатор l — с выходом инвертора 2, полевой транзистор 5, первый 6 и второй 7 диоды, первый 8, второй 9, третий 10 резисторы, зашунтированные соответственно пером

11, вторым 12 и третьим 13 конденса- зО торами, резистор 10 включен меяду затвором и стоком транзистора 5, резистор 8 включен между затвором транзистора 5 и анодом диода 6, катод которого соединен с входом инвертора 1, резистор 9 включен меж2 ду анодом диода 6 и отрицательной шиной источника питания инверторов, анод диода, 7 соединен с входом инвертора 1, а катод — с затвором транзистора 5.

Устройство работает следующим образом.

При включении напряжения питания на выходе инвертора 1 устанавливается уровень логического "0" или "1".

Если на выходе инвертора 1 устанавливается уровень логического ."0", то на выходе инвертора 2 устанавливается уровень логической "1". В этом случае конденсатор 4 заряжается через резистор 3 по цепи: плюсовая шина питания — открытый Р =канальный МДП-транзистор инвертора 2— конденсатор 4 — резистор 3 — открытый

h-канальный транзистор инвертора минусовая шина питания.

Если на выходе инвертора 1 устанавливается уровень логической "1", то на выходе инвертора 3 устанавливается уровень логического "0". В этом случае конденсатор 4 заряжается по цепи: плюсовая шина питания— открытый -канальный МДП-транзистор инвертора 1 — резистор 3 - конденсатор 4 — открытый и -канальный транзистор инвертора 2 — минусовая шина питания.

При напряжении срабатывания инвертора 1, равном приблизительно половине напряжения питания инвертора, на выходе инвертора 1 устанавли3 12217 вается уровень логической "1", если при включении питания на выходе инвертора 1 был уровень логического "0", на выходе инвертора 2 устанавливается уровень логического 0, р -каИ 11 нальный транзистор инвертора 2 и и— канальный транзистор инвертора 1 закрываются, а р -канальный транзистор инвертора и п -канальный транзистор инвертора 2 открываются. Начинается процесс перезаряда конденсатора 4 по цепи: плюсовая шина питания — открытый Р -канальный МЦП-транзистор инвертора 1 — .резистор 3 — конденсатор 4— открытый и -канальный транзистор инвертора 2 — минусовая шина питания.

При напряжении, равном приблизительно половине напряжения питания инверторов, на выходе инвертора 1 устанавливается уровень логического "0" и процесс заряда конденсатора 4 повторяется. На выходе инвертора 1 наблюдаются колебания прямоугольной формы вида О (фиг. 2a), а на выходе второго инвертора устанавливаются колебания прямоугольной формы вида О, (фиг. 2b ).

В предлагаемом устройстве осциллограмма напряжения, поступающего на вход первого инвертора, имеет вид

4! (фиг. 2Ь) Иэ этой осциллограмз мы видно, что в предлагаемом устройстве напряжение, поступа!ощее на вход первого инвертора, не превышает напряжение питания инверторов как по плюсовой, так и по минусовой шине. 35

Такой процесс изменения входного напряжения первого инвертора обусловлен тем, что точка соединения конденсатора 4 и резистора 3 подсоединена через диод 6 к источнику напряжения 40 на резисторе 9 и конденсаторе !2 и через диод 7 — к источнику напряжения на резисторе 10 и конденсаторе 13.

Резистор 10, включенный между затвором и стоком полевого транзис- 4> тора 5, определяет ток резистивного делителя, составленного иэ последовательно включенных резисторов 10, 8 и 9. Номинал резистора 10 выбирается таким образом, чтобы ограничить - 50 величину напряжения на катоде диода

7 на уровне 0,7-1 В.

Номинал резистора 9 выбирается таким образом, чтобы ограничить величину напряжения на аноде диода 6 ss на уровне 0,7-1 В.

Номинал. резистора 8 выбирается таким образом, чтобы обеспечить напря11 4 жение питания инверторов в пределах, оговариваемых техническими условиями на данную серию интегральных микросхем.

Напряжение затвор - сток полевого . транзистора 5 не изменяется при изменении напряжения источника питания устройства 0„„, поэтому напряжение питания инверторов О„,,т остается стабильным в широком диапазоне .изменения напряжения источника питания

0„,- . Благодаря этому пороги срабатывания первого и второго инверторов не влияют на время переэаряда конденсатора 4 и частота генерации устройства не изменяется.

В процессе генерации прямоугольных импульсов в момент, когда на выходе инвертора 2 устанавливается уровень логической "1" (см.U„íà фиг.2а), конденсатор 4 подключается через открытый диод 7 к источнику напря- . жения, образованному последовательно включенными резисторами 8 и 9, зашунтированными конденсаторами 11 и 12.

В момент, когда на выходе инвертора 2 устанавливается уровень ".0" (см. U, на фиг. 2Q), конденсатор 4 подключается через открытый диод 6 к источнику напряжения на резисторе

9, зашунтированному конденсатором 12.

Таким образом, напряжение на конденсаторе 4 (см. U на фиг. 25) при уровне логической !" на выходе инвертора 2 меньше напряжения питания .

"лиг инверторов на величину паде1 ния напряжения на резисторе 10, зашунтированном конденсатором 13. При уровне логического "0" на выходе инвертора 2 напряжение на конденсаторе

4 меньше напряжения питания О„„, ин1 верторов на величину падения напряжения на последовательно включенных резисторах 1 0 и 8, зашунтированных конденсаторами 13 и 11.

Следовательно, при работае устройства на средних и низких частотах на входе первого инвертора не возникает напряжений, превышающих напряжение питания инвертораО„„

ПНТ1. и надежность работы генератора существенным образом возрастает.

Формула изобретения

Генератор прямоугольных импульсов, содержащий два соединенных последовательно инвертора на КИДП-тран- зисторах, выход первого инвертора

Составитель Н.Ферапонтова

Редактор Л.Повхан Техред Q.Сопко Корректор М,Демчик

Заказ 1618/57 Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5 .

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,4

5 1 через времязадающий резистор соединен с входом первого инвертора, который через времязадающий конденсатор соединен с выходом второго инвертора, первый. резистор, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности работы генератора, расширения частотного диапазона и повышения стабильности частоты при изменении напряжения питания, в него введены полевой транзистор, первый и второй диоды, второй и третий резисторы и первый, второй и третий конденсаторы, шунтирующие соответственно первый, второй и третий резисторы, исток полевого тран221711 Ь зистора соединен с положительной шиной источника питания, сток — с положительной шиной источника питания инверторов, первый резистор включен между затвором .полевого транзистора и анодом первого диода, катод которого соединен с входом первого инвертора, второй резистор включен между анодом первого диода и отрицательной

1п шиной источника питания инверторов, третий резистор включен между затвором и стоком полевого транзистора, анод второго диода соединен с входом первого инвертора, а катод — с затвором полевого транзистора.