Генератор импульсов

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах вычислительной техники и систем управления. Достигаемый технический результат - упрощение генератора. Генератор импульсов содержит три инвертора, интегрирующую RC-цепь, резистор и магнитный элемент, который выполнен в виде автотрансформатора на сердечнике с прямоугольной петлей гистерезиса. 1 ил.

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 трансформаторам, 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.

Недостатком генератора импульсов является большое собственное потребление и большой ток коллектора открытого транзистора.

Наиболее близким к заявляемому устройству 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-p-n) транзистора и через второй резистор - с шиной питания, второй вход - с коллектором второго (p-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 генератор импульсов содержит два инвертора, выход первого из которых соединен со входом второго инвертора, выход которого через резистор соединен со вторым выводом магнитного элемента, вход первого инвертора соединен с выходом интегрирующей RC-цепи. Новым является то, что дополнительно введен третий инвертор, вход которого соединен с выводом второго инвертора, выход третьего инвертора соединен с первьм выводом магнитного элемента, третий вывод которого соединен с входом интегрирующей RC-цепи, а магнитный элемент выполнен в виде автотрансформатора на сердечнике с прямоугольной петлей гистерезиса.

На чертеже приведена принципиальная схема генератора импульсов.

Генератор импульсов содержит инверторы 1, 2, 3, резистор 4, магнитный элемент 5, интегрирующую RC-цепь 6, состоящую из резистора 7 и конденсатора 8.

Выход инвертора 1 соединен с входом инвертора 2, выход которого соединен с входом инвертора 3 и через резистор 4 подключен ко второму входу магнитного элемента 5, третий вывод которого соединен с входом интегрирующей RC-цепи 6, а первый вывод соединен с выходом инвертора 3. Выход интегрирующей RC-цепи подключен к входу инвертора 1.

Генератор импульсов работает следующим образом.

При включении питания инвертор 1 устанавливается в состояние логической "1" разряженным конденсатором 8 интегрирующей RC- цепи 6; инвертор 2 устанавливается в состояние логического "0", инвертор 3 в состоянии логической "1". Через обмотку магнитного элемента 5 начинает протекать ток по цепи "выход инвертора 3, обмотка магнитного элемента 5, резистор 4, выход инвертора 2", перемагничивающий сердечник магнитного элемента 5. Конденсатор 8 интегрирующей RC-цепи находится в разряженном состоянии. После перемагничивания сердечника магнитного элемента 5 падение напряжение на нем уменьшается, конденсатор 8 интегрирующей RC-цепи 5 заряжается до порога срабатывания инвертора 1. Инвертор 1 переключается в состояние логического "0", инвертор 2 - в состоянии логической "1", а инвертор 3 - в состояние логического "0". Через обмотку магнитного элемент 5 начинает протекать ток по цепи "выход инвертора 2, резистор 4, обмотку магнитного элемента 5, выход инвертора 3". Конденсатор 8 интегрирующей RC-цепи 6 дополнительно подзаряжается с выхода обмотки магнитного элемента 5. После перемагничивания магнитного элемента 5 падение напряжения на нем уменьшается и конденсатор 8 интегрирующей RC-цепи 6 разряжается через резистор 7 RC-цепи 6 и выход инвертора 3. В дальнейшем процесс формирования импульсов повторяется.

Упрощение схемы генератора импульсов достигается использованием трех инверторов, одного конденсатора, двух резисторов, одного магнитного элемента. Всего 7 элементов, вместо 12 в прототипе. Следовательно, по количеству используемых элементов схема предлагаемого генератора упрощена в 1,7 раза.

Первый инвертор выполнен в виде триггера Шмитта с инверсией входного сигнала и реализован на микросхеме 564 ТЛ 1. В качестве элементной базы устройства выбраны микросхемы КМОП серии 564, автотрансформатор выполнен на сердечнике из сплава АМАГ 183. Время перемагничивания использованных 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.

Формула изобретения

Генератор импульсов, содержащий два инвертора, выход первого из которых соединен со входом второго инвертора, выход которого через резистор соединен со вторым выводом магнитного элемента, вход первого инвертора соединен с выходом интегрирующей RC-цепи, дополнительно введен третий инвертор, вход которого соединен с выходом второго инвертора, выход третьего инвертора соединен с первым выводом магнитного элемента, третий вывод которого соединен с входом интегрирующей RC-цепи, а магнитный элемент выполнен в виде автотрансформатора на сердечнике с прямоугольной петлей гистерезиса.

РИСУНКИ

Рисунок 1