專利名稱：單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，特別是一種使用了差分放大器的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。
單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器具有一個(gè)穩(wěn)態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。與引入一個(gè)外部觸發(fā)信號(hào)時(shí)，單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器按照電路的時(shí)間常數(shù)在一段預(yù)定時(shí)間內(nèi)保持在暫穩(wěn)態(tài)，然后回復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)。因此，它通常用于以秒計(jì)和低到以微秒計(jì)的定時(shí)控制的計(jì)時(shí)器。
因此，在單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器中，每當(dāng)施加觸發(fā)脈沖時(shí)，暫穩(wěn)態(tài)和穩(wěn)態(tài)之間占空比應(yīng)該保持在一個(gè)固定的比率上。亦即，要求恒定的占空比和精確的響應(yīng)。但是，如果脈沖頻率和/或?qū)挾茸兓欢?，就不可能保持恒定的占空比?br> 本發(fā)明的目的在于提供一種單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，該振蕩器能穩(wěn)定地工作，而與觸發(fā)脈沖的變化無關(guān)，從而解決了上述的問題。
為了達(dá)到上述目的，所提供的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器包括具有一個(gè)連接到第一節(jié)點(diǎn)的同相輸入端和一個(gè)連接到第二節(jié)點(diǎn)的反相輸入端的差分放大器，而且該放大器響應(yīng)第一和第二節(jié)點(diǎn)之間的電位差，以便把輸出信號(hào)提供給輸出端;
一個(gè)用于當(dāng)輸出信號(hào)處于“高電位”狀態(tài)時(shí)，向第一節(jié)點(diǎn)提供第一參考電位，而當(dāng)輸出信號(hào)處于“低電位”狀態(tài)時(shí)，提供一個(gè)比第一參考信號(hào)更低的第二參考電位的同相參考電位供給裝置;
一個(gè)充/放電電路，用于當(dāng)輸出信號(hào)處于“高電位”時(shí)，向比第一參考電位低、比第二參考電位高的第三參考電位充電，而當(dāng)輸出信號(hào)處于“低電位”時(shí)，向比第二參考電位低的第四參考電位放電，從而對(duì)第二節(jié)點(diǎn)提供充電和放電電位;和一個(gè)連接于第一節(jié)點(diǎn)和接地電位之間的，并能對(duì)需被接通或關(guān)斷的外部觸發(fā)信號(hào)作出響應(yīng)的開關(guān)晶體管，于是，在重復(fù)的觸發(fā)信號(hào)脈沖輸入時(shí)，多諧振蕩器得以輸出一個(gè)穩(wěn)定的單穩(wěn)態(tài)振蕩信號(hào)。
本發(fā)明進(jìn)一步的特征和優(yōu)點(diǎn)從下面如附圖所示的對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例更詳細(xì)的說明將變得更加明顯，在附圖中，相同的參考符號(hào)在整個(gè)圖中一般是指同樣的部分，其中

圖1是按照本發(fā)明的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的電路圖;和圖2是表示圖1各相應(yīng)元件間關(guān)系的時(shí)序圖。
在圖1中，參考號(hào)10表示輸入端，20表示輸出端。差分放大器U1具有一個(gè)連接于第一節(jié)點(diǎn)N1的同相輸入端(+)，和一個(gè)連接于第二節(jié)點(diǎn)N2的反相輸入端(-)，在此，輸出信號(hào)輸送到輸出端20。
同相參考電位供給單元30包括在電源電壓VCC和接地電位之間串接電阻R1和R2，以及接在輸出端20和與電阻R1和R2共接的第一節(jié)點(diǎn)之間的電阻R3，因此，當(dāng)輸出端20處于“高電位”狀態(tài)時(shí)，同相參考電位供給單元30對(duì)第一節(jié)點(diǎn)N1提供一個(gè)第一參考電位V+H，可用下列公式(1)表示V+H= (R2)/((R1‖R3)+R2) ×VCC(1)同時(shí)，當(dāng)輸出端20處于“低電位”狀態(tài)時(shí)，由下面的公式(2)表示的第二參考電位V+L加到第一節(jié)點(diǎn)N1上V+L= (R2‖R3)/(R1+(R2‖R3)) ×VCC(2)(在此，上述的公式(1)和(2)表示高電位輸出信號(hào)VOH等于電源電壓VCC，低電位輸出信號(hào)VOL等于接地電位。)。
充電/放電電路40包括串接在輸出端20和接地電位間的電阻R4和R5，和連接在接地電位和與電阻R4和R5共接的第二節(jié)點(diǎn)N2之間的電容C1。
在充電/放電電路40中，當(dāng)輸出端20處在“高電位”狀態(tài)時(shí)，電容C1按下面的公式(3)被充電VC＝(V-H-V-L)×(1-e-t/τ)+V+L(3)
同時(shí)，當(dāng)輸出端20處于“低電位”時(shí)，電容C1按下面的公式(4)放電Vd＝(V-L-V+L-VT)×(1-e-t/τ)-VT(4)在此，V-H是第三參考電位，并以下面的公式(5)表示V-H= (R5)/(R4+R5) ×VOH(5)在此，VT表示當(dāng)下一個(gè)觸發(fā)脈沖VTG被提供到V+L電位時(shí)，電容C1增加的充電電壓，并以下列公式(6)表示VT＝(V+H-V+L)× 1/(τ) ×TC(6)開關(guān)晶體管Q1是一個(gè)在基極接收外來觸發(fā)脈沖VTG，其集電極連接于第一節(jié)點(diǎn)N1，其發(fā)射極接地的雙極晶體管，因此，當(dāng)晶體管Q1被打開時(shí)，第一節(jié)點(diǎn)N1暫時(shí)地降到接地電位。
如上結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的工作效果將參照?qǐng)D2予以說明。
當(dāng)電源電壓VCC提供給本發(fā)明的電路時(shí)，電容C1充電達(dá)到第三參考電位V-H。
因?yàn)榈谝还?jié)點(diǎn)N1暫時(shí)地通過晶體管Q1下降到接地電位，當(dāng)觸發(fā)脈沖VTG在時(shí)間t0時(shí)輸入，輸出端20由VOH轉(zhuǎn)換到VOL是由差分放大器U1完成的。然后，盡管觸發(fā)脈沖VTG在時(shí)間t1和t2時(shí)輸入，輸出信號(hào)VO保持低電位(VOL)不變，直到電容C1放電電位Vd降到低于第二參考電位V+L。如果Vd在時(shí)間t3時(shí)比V+L低，輸出信號(hào)VO轉(zhuǎn)換到“高電位”狀態(tài)(VOH)，因此，第一節(jié)點(diǎn)N1變成第一參考電位V+H，電容C1通過電阻R4再充電并穩(wěn)定。
如果觸發(fā)脈沖VTG在時(shí)間t4時(shí)輸入，第一節(jié)點(diǎn)N1的電位降到接地電位，因此，輸出端20轉(zhuǎn)換成“低電位”狀態(tài)(VOL)，電容C1的充電停止，以開始放電循環(huán)。在此，第一節(jié)點(diǎn)N1處在第二參考電位V+L，而第二節(jié)點(diǎn)N2則處在放電電位Vd(高于V+L)，因此，輸出信號(hào)VO處在暫穩(wěn)“低電位”狀態(tài)(VOL)。在時(shí)間t5時(shí)，如果第二節(jié)點(diǎn)N2的放電電位Vd降到V+L以下，輸出信號(hào)VO從VOL轉(zhuǎn)換到VOH，而第一節(jié)點(diǎn)N1的電位變成等于第一參考電位V+H，因此，電容C1再次充電，直到下一個(gè)觸發(fā)脈沖發(fā)現(xiàn)。如上所述，無論何時(shí)提供觸發(fā)脈沖VTG，具有暫穩(wěn)態(tài)和穩(wěn)態(tài)的輸出信號(hào)VO是由反復(fù)地充電和放電操作而獲得的。
輸出信號(hào)VO的占空比由下面的公式(7)表示(Td)/(Tc+Td) = ((V-H-V+L)×(V+L+V+T))/(1+(V-H-V+L)/(V+L+VT)) = (V+H+V+L)/(V-H+VT) (7)在此，Td表示放電周期，TC表示充電周期。如果V-H遠(yuǎn)大于VT，則公式(7)可以簡化成公式(8)(Td)/(Tc+Td) = (V-H-V-L)/(V-H) (8)
在單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器中，占空比是由電阻值規(guī)定的參考電位(V-H或V+L)所確定，而與觸發(fā)脈沖的頻率和脈沖寬度無關(guān)。由此，便獲得了穩(wěn)定的占空比。
因此，當(dāng)Td增加，TC被縮短，下個(gè)周期的VT降低，因此，Td(放電周期)也縮短。所以，當(dāng)重復(fù)地提供觸發(fā)脈沖時(shí)，占空比就穩(wěn)定在預(yù)定值上。于是，本發(fā)明提供了一個(gè)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，它可以通過控制電阻和電容值正確地調(diào)節(jié)占空比，并具有與觸發(fā)脈沖變化無關(guān)的恒定的占空比。
已經(jīng)說明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的構(gòu)思范圍內(nèi)對(duì)所公開的裝置可以做出許多改進(jìn)和變換。因此，它們都在正如以下權(quán)利要求所表明的本發(fā)明所限制的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，包括一個(gè)具有連接于第一節(jié)點(diǎn)N1的同相輸入端(+)和連接于第二節(jié)點(diǎn)N2的反相輸入端(-)的差分放大器U1，該差分放大器U1響應(yīng)所述的第一節(jié)點(diǎn)N1和第二節(jié)點(diǎn)N2之間電位差，以便向輸出端20提供輸出信號(hào)；一個(gè)同相參考電位提供裝置30，用于當(dāng)所述輸出信號(hào)處于“高電位”狀態(tài)時(shí)，向所述第一節(jié)點(diǎn)N1提供第一參考電位，而當(dāng)所述輸出信號(hào)處于“低電位”狀態(tài)時(shí)，提供比所述第一參考信號(hào)低的第二參考電位；一個(gè)充電/放電電路40，用于當(dāng)所述輸出信號(hào)處于“高電位”狀態(tài)時(shí)，向比所述第一參考電位低，比所述第二參考電位高的第三參考電位充電，而當(dāng)所述輸出信號(hào)處于“低電位”狀態(tài)時(shí)，向比所述第二電參考電位低的第四參考電位放電，從而對(duì)所述第二節(jié)點(diǎn)N2提供充電和放電電位；和一個(gè)開關(guān)晶體管，連接于所述第一節(jié)點(diǎn)N1和接地電位之間，并能對(duì)需接通和關(guān)斷的外來觸發(fā)脈沖作出響應(yīng)，從而附著重復(fù)的觸發(fā)信號(hào)脈沖的輸入，所述多諧振蕩器輸出一個(gè)穩(wěn)定的單穩(wěn)態(tài)振蕩信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所說的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，其中所說的同相參考電位提供裝置30包括串接在電源電壓和地之間的第一和第二電阻R1和R2、以及連接在所述輸出端20和共接于所述第一和第二電阻R1和R2的所述第一節(jié)點(diǎn)N1之間的第三電阻R3。
3.如權(quán)利要求1所說的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，其中所述充電/放電電路40由串接在所述輸出端20和地之間的第四和第五電阻R4和R5、以及耦合在地和與所述第四和第五電阻R4和R5共接的所述第二節(jié)點(diǎn)N2之間的電容C1組成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種包括差分放大器U1、同相參考電位提供裝置30，充電/放電電路40和開關(guān)晶體Q1的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。它隨著重復(fù)的觸發(fā)信號(hào)脈沖的輸入而輸出一個(gè)穩(wěn)定的單穩(wěn)態(tài)振蕩信號(hào)。該單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器可以通過控制電阻和電容值正確地調(diào)節(jié)占空比，并具有與觸發(fā)脈沖變化無關(guān)的恒定的占空比。
文檔編號(hào)H03K3/0232GK1073310SQ9211343
公開日1993年6月16日 申請(qǐng)日期1992年11月28日 優(yōu)先權(quán)日1991年11月30日
發(fā)明者柳定衡 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社