Формувач синхронізованих імпульсів

Предлагаемое изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах син хронизированных переменным синусоидальным напряжением для формирования стробирующих импульсов, расположенных возле вершин полуволн Синусоидального напряжения. Известен формирователь импульсов, синхронизированных тактовой частотой (Авт. св. СССР №1187255, кл. H03K5/13, 1985, Бюл. №39), содержащий элемент задержки, первый элемент И-НЕ, ко второму входу которого подключен выход элемента задержки, первый триггер, первый вход которого соединен с управляющей шиной и с третьим входом первого элемента ИНЕ, второй триггер, второй элемент И-НЕ, первый вход которого подключен к нулевому выходу первого триггера и к входу элемента задержки, элемент 2И-ИЛИ-НЕ, первый вход первого элемента И которого соединен с выходом второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом элемента 2И-ИЛИ-НЕ, с выходной шиной, с первым входом первого элемента И-НЕ и со вторым входом первого триггера, единичный выход которого подключен к первому входу второго элемента И элемента 2И-ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен со входом первого элемента И элемента 2И-ИЛИ-НЕ, с выходом первого элемента И-НЕ и с единичным входом второго триггера, нуле вой выход которого подключен к третьим входам первого и второго элементов И элемента 2И-ИЛИ-НЕ, четвертые входы которых соединены между собой, со входом сброса второго триггера, с четвертым входом первого элемента И-НЕ и с шиной тактовых импульсов источником синхронизирующего напряжения. Данный формирователь содержит так же, как и заявляемый, источник синхронизирующего напряжения и выходную шину. Однако, он выполнен на дискретных логических элементах и может формировать выходные импульсы только при наличии заранее сформированных тактовых импульсов, т.е. оно не может формировать импульсы, синхронизированные сетевому напряжению, и, кроме того, данный формирователь имеет относительно большое потребление электроэнергии, т.к. все элементы постоянно подключены к источнику питания. Известен формирователь импульсов (Авт. св. СССР №1582341, кл. H03K5/01, 1990, Бюл. №28), содержащий генератор, являющийся источником синхронизирующего напряжения, первый, второй, третий и четвертый постоянные резисторы, переменный резистор, первый и второй оптроны, первые выводы которых объединены и через первый постоянный резистор подключены к первому выходу генератора, второй выход которого соединен со вторыми выводами первого и второго оптронов, первый и второй транзисторы, первый и второй конденсаторы, пиковый детектор, компаратор, инверсный вход которого соединен с третьим (регулирующим) выводом переменного резистора, триггер, источник питания б полюсом и нулевой шиной, которая подключена к первым выводам второго постоянного резистора и первого и второго конденсаторов, к эмиттеру второго транзистора, и к первому выводу переменного резистора, второй вывод которого соединен с выходом пикового детектора, вход которого соединен с прямым входом компаратора, с первым выводом четвертого постоянного резистора, со вторым выводом второго конденсатора и с коллектором второго транзистора, база которого через третий постоянный резистор подключена к третьим выводам первого и второго оптронов, четвертый вывод первого из которых соединен с эмиттером первого транзистора, со вторым выводом четвертого постоянного резистора и с полюсом источника питания, первую и вторую вы ходные шины, которые соединены соответственно с единичным и с нулевым выходами триггера, информационный вход которого соединен со вторыми выводами второго постоянного резистора и первого конденсатора и с коллектором первого транзистора, третью выходную шину, которая подключена к тактовому входу триггера и к выходу компаратора. Данный формирователь импульсов содержит так же, как и заявляемый, источник синхронизирующего напряжения, компаратор, конденсатор и выходную шину. Однако, остальные элементы усложняют схему формирователя и ведут к большому потреблению электроэнергии от источника питания. Наиболее близким по технической сущности является устройство для формирования импульсов (Авт. св. СССР №1582342, кл. H03K5/01, 1990, Бюл. №28), содержащее первый, второй и третий резисторы, первый и второй диоды, ключ, первый вход которого соединен с анодом первого-диода, с катодом второго диода и с первым выводом третьего резистора, конденсатор, первый компаратор, инверсный вход которого подключен к первому выводу конденсатора и ко второму выводу третьего резистора, второй компаратор, инверсный вход которого подключен к первому выводу второго резистора и ко второму выводу первого резистора, первый вывод которого соединен с входной шиной, являющейся источником синхронизирующего напряжения, с прямым входом первого компаратора, с катодом первого диода и с анодом второго диода, нулевую шину источника питания, которая подключена ко второму выводу конденсатора, первый элемент НЕ, первую дифференцирующую цепочку, вход которой соединен с входом элемента НЕ и с выходом первого компаратора, вторую дифференцирующую цепочку, ко входу которой подключен выход первого элемента НЕ, мультиплексор, управляющий вход которого соединен со вторым выводом второго резистора, первый и второй источники опорного напряжения, которые подключены соответственно к первому и второму информационным входам мультиплексора, второй элемент НЕ, третью дифференцирующую цепочку, вход которой соединен с входом второго элемента НЕ, с выходом второго компаратора и с выходом мультиплексора, четвертую ди фференцирующую цепочку, к входу которой подключен выход второго элемента НЕ, первый триггер, S- и R-входы которого соединены соответственно с выходами второй и четвертой дифференцирующих цепочек, второй триггер, к S- и R-входам которого подключены выходы соответственно первой и третьей дифференцирующих цепочек, пятую и шестую ди фференцирующую цепочки, элемент И НЕ, первый вход которого соединен с выходом первого триггера и с входом пятой дифференцирующей цепочки, элемент ИЛИ, к первому входу которого подключен выход пятой дифференцирующей цепочки, выходную шин у, которая соединена с выходом элемента ИЛИ, ко второму входу которого подключен выход шестой дифференцирующей цепочки, вход которой соединен с выходом второго триггера и со вторым входом элемента И-НЕ, выход которого подключен ко второму входу ключа, выход которого соединен с прямым входом второго компаратора. Данное устройство для формирования импульсов содержит так же, как и заявляемое, источник синхронизирующего напряжения, компаратор, конденсатор, формирователь импульсов (дифференцирующую цепочку), источник питания с полюсом и нулевой шиной и выходную шину. Однако, остальные элементы усложняют схему устройства и ведут к большему потреблению электроэнергии от источника питания. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования формирователя синхронизирующи х импульсов путем упрощения схемы и снижения потребления электроэнергии от источника питания, что существенно повышает экономичность формирователя синхронизированных импульсов. Поставленная задача решается тем, что в известный формирователь синхронизированных импульсов, содержащий источник синхронизирующего напряжения, компаратор, конденсатор, первый вывод которого подключен ко второму входу компаратора, формирователь импульсов, источник питания с полюсом и с нулевой шиной, которая соединена с нулевым выводом питания формирователя импульсов, со вторым выводом конденсатора и с нулевым выводом питания компаратора, а полюс источника питания подключен к выводу полюса питания формирователя импульсов, и выходную шину введены выпрямитель, стабилизатор, фильтр и усилитель, первый выход которого подключен к входу формирователя импульсов, а второй - к первому входу компаратора, выход которого подключен к входу усилителя, вывод полюса питания которого соединен со вторым выводом полюса питания компаратора и с выходом стабилизатора, вход которого подключен к входу фильтра и к выходу полюса выпрямителя, нулевая шина которого соединена с нулевыми выводами питания стабилизатора, компаратора, усилителя и фильтра, выход которого подключен к первому выводу полюса питания компаратора, выходы источника синхронизирующего напряжения соединены с входами переменного напряжения выпрямителя, выход формирователя импульсов подключен к выходной шине, а также тем, что усилитель содержит первый транзистор, база которого соединена с входом усилителя, вывод полюса питания которого подключен к эмиттеру первого транзистора, первый резистор, первый вывод которого соединен с коллектором. первого транзистора и с первым выходом усилителя, второй транзистор, второй резистор, первый вывод которого соединен со вторым выводом первого резистора и с базой второго транзистора, эмиттер которого подключен ко второму выводу второго резистора и к нулевому выводу питания усилителя, второй выход которого подключен к коллектору второго транзистора. Введение выпрямителя, стабилизатора, фильтра, усилителя и новых связей позволяет существенно упростить схему устройства и этим уменьшить потребление электроэнергии от источника питания и, кроме того, питание выпрямителя, стабилизатора, фильтра, компаратора и усилителя от источника синхронизирующего напряжения также уменьшает потребление электроэнергии от источника питания, что в совокупности существенно повышает экономичность устройства. На фиг.1 представлена схема предлагаемого формирователя синхронизированных импульсов; на фиг.2 - вариант выполнения выпрямителя двухполупериодный мостовой выпрямитель; на фиг.3 временные диаграммы работы формирователя синхронизированных импульсов при однополупериодном выпрямителе; на фиг.4 временные диаграммы работы формирователя синхронизированных импульсов при двухполупериодном выпрямителе. Формирователь синхронизированных импульсов (фиг.1) содержит источник синхронизирующего напряжения 1, выпрямителя 2, к входам которого подключены выходы источника синхронизирующего напряжения 1, стабилизатор 3, фильтр 4, вход которого соединен с входом стабилизатора 3 и с выходом полюса выпрямителя 2, компаратор 5, к первому полюсу питания которого подключен выход фильтра 4, конденсатор 6, первый вывод которого соединен со вторым входом компаратора 5, усилитель 7, к входу которого подключен выход компаратора 5, формирователь импульсов 8, вход которого соединен с первым выходом усилителя 7, второй выход которого подключен к первому входу компаратора 5, второй вывод полюса питания которого соединен с выходом стабилизатора 3 и с выводом полюса питания усилителя 7, нулевой вывод питания которого соединен с нулевыми выводами питания формирователя импульсов 8, компаратора 5, фильтра 4, стабилизатора 3, со вторым выводом конденсатора 6, с нулевой шиной выпрямителя 2, и с нулевой шиной источника питания 9, полюс 10 которого подключен к выводу полюса питания формирователя импульсов 8, выходную шину 11, к которой подключен выход формирователя импульсов 8. На фиг.1 показаны примеры выполнения источника синхронизирующего напряжения 1, стабилизатора 3, фильтра 4, компаратора 5, усилителя 7, формирователя импульсов 8 и первый пример выполнения выпрямителя 2 схема однополупериодного выпрямителя. На фиг.2 показан второй пример выполнения выпрямителя 2 - схема двухполупериодного выпрямителя. Источник синхронизирующего напряжения 1 (фиг.1) содержит шины сетевого напряжения 12, трансформатор 13, к выводам первичной обмотки которого подключены шины 12, выводы вторичной обмотки трансформатора 13 соединены с выходами источника синхронизирующего напряжения 1. Выпрямитель 2 (фиг.1, первый вариант исполнения) выполнен по схеме однополупериодного выпрямителя и содержит диод 14, анод которого соединен с первым входом выпрямителя 2, второй вход которого подключен к нулевой шине выпрямителя 2, выход полюса которого соединен с катодом диода 14. Стабилизатор 3 (фиг.1) выполнен по схеме параметрического стабилизатора и содержит резистор 15, первый вывод которого соединен с входом стабилизатора 3, стабилитрон 16, катод которого подключен ко второму выводу резистора 15 и к выходу стабилизатора 3, нулевой вывод питания которого соединен с анодом стабилитрона 16. Фильтр 4 (фиг.1) предназначен для подавления помех и содержит резистор 17, первый вывод которого подключен к входу фильтра 4, и конденсатор 18, первый вывод которого соединен со вторым выводом резистора 17 и с выходом фильтра 4, нулевой вывод питания которого подключен ко второму выводу конденсатора 18. Компаратор 5 (фиг.1) предназначен для сравнения напряжения, поступающего с выхода фильтра 4 на первый вывод полюса питания с этим же напряжением, задержанным с помощью конденсатора 6, выполнен по схеме дифференциального усилителя и содержит первый 19 и второй 20 резисторы, первый транзистор 21, база которого соединена со вторым выводом резистора 19, с первым выводом резистора 20 и с первым входом компаратора 5, третий 22, четвертый 23, пятый 24 и шестой 25 резисторы, второй транзистор 26, коллектор которого подключен ко второму выводу резистора 25, первый вывод которого подключен к выходу компаратора 5 и ко второму выводу резистора 24, первый вывод которого соединен со вторым выводом полюса питания компаратора S, седьмой 27 и восьмой 28 резисторы, второй вход компаратора 5 подключен ко второму выводу резистора 27, к первому выводу резистора 28 и к базе транзистора 26, эмиттер которого соединен с первым выводом резистора 23 и с эмиттером транзистора 21, коллектор которого подключен ко второму выводу резистора 22, первый вывод которого соединен с первыми выводами резисторов 19 и 27 и с первым выводом полюса питания компаратора 5, нулевой вывод питания которого подключен ко вторым выводам резисторов 20, 23 и 28. Усилитель 7 (фиг.1) содержит первый транзистор 29, первый резистор 30, первый вывод которого подключен к первому выходу усилителя 7 и к коллектору транзистора 29. второй резистор 31, второй транзистор 32, база которого соединена со вторым выводом резистора 30 и с первым выводом резистора 31, второй вывод которого подключен к эмиттеру транзистора 31 и к нулевому выводу питания усилителя 7, вход которого подключен к базе транзистора 29, эмиттер которого соединен с выводом полюса питания усилителя 7, второй выход которого подключен к коллектору транзистора 32. Формирователь импульсов 8 (фиг.1) содержит первый резистор 33, первый вывод которого соединен с входом формирователя импульсов 8, конденсатор 34, первый вывод которого подключен ко второму выводу резистора 33, второй резистор 35, транзистор 36, база которого соединена со вторым выводом конденсатора 34 и с первым выводом резистора 35, третий резистор 37, второй вывод которого подключен к коллектору транзистора 36 и к выходу формирователя импульсов 8, нулевой вывод питания которого соединен со вторым выводом резистора 35 и с эмиттером транзистора 36, вывод полюса питания формирователя импульсов 8 подключен к первому выводу резистора 37. Выпрямитель 2 (фиг.2, второй вариант выполнения) выполнен по мостовой схеме двухполупериодного выпрямления и содержит диодный мост 38, к входам переменного напряжения которого подключены входы выпрямителя 2, выход полюса и нулевая шина которого подключены к выходу положительного и к выходу отрицательного напряжения соответственно диодного моста 38. На временных диаграммах (фиг.3 и 4) показаны на оси: 1 - напряжение на выходе источника синхронизирующего напряжения 1; 2 - напряжение на выходе выпрямителя 2; 3 - напряжение на выходе стабилизатора 3; 4 - напряжение на выходе фильтра 4; 1 - 5 - напряжение на первом входе компаратора 5 - базе транзистора 21; 2 - 5 - напряжение на втором входе компаратора 5 - базе транзистора 26; 29 - ток в цепи перехода эмиттер-база транзистора 29 усилителя 7; 7 - напряжение на первом выходе усилителя 7 - коллекторе транзистора 29; 8 - напряжение на выходе формирователя импульсов 8. Формирователь синхронизированных импульсов работает следующим образом. При отсутствии напряжения на выходе источника 1 все элементы формирователя синхронизированных импульсов обесточены, от источника питания потребляется ток только цепочкой из резистора 37 и закрытого перехода коллектор-эмиттер транзистора 36, на выходной шине 11 находится напряжение единичного уровня. При появлении на выходе источника синхронизирующего напряжения 1 полуволны напряжения появляется и начинает возрастать напряжение на выходе выпрямителя 2, стабилизатора 3 и на выходе фильтра 4, который предназначен для сглаживания возможных выбросов и подавления помех. Напряжение на выходе стабилизатора 3 возрастает только до величины напряжения пробоя стабилитрона 16 напряжения стабилизации, после чего оно сохраняет свою величину до тех пор, пока напряжение на входе стабилизатора 3 больше напряжения стабилизации. Так как транзистор 32 закрыт, а ко второму входу компаратора 5 - базе транзистора 26 подключен конденсатор б, замедляющий наростание напряжения на базе транзистора 26, то в компараторе 5 открывается транзистор 21 и закрывается транзистор 26, транзисторы 29 и 32 усилителя 7 и транзистор 36 формирователя импульсов 8 остаются закрытыми. Такое положение сохраняется во время наростання напряжения полуволны на выходе источника синхронизирующего напряжения 1. После достижения напряжением полуволны на выходе источника 1 максимального значения начинается его уменьшение и с задержкой, определяемой емкостью конденсатора 6 на обоих входа х компаратора 5 напряжение становится равным. При этом незначительно увеличивается ток по цепи: выход стабилизатора 3 параллельно соединенные резистор 24 компаратора 5 и переход эмиттер-база транзистора 29 усилителя 7 - резистор 25 переход коллектор-эмиттер транзистора 26 резистор 23 нулевой вывод питания компаратора 5 - нулевой вывод питания стабилизатора 3 и, вследствие этого, увеличивается ток в цепи: выход стабилизатора 3 - переход эмиттер-коллектор транзистора 29 резистор 30 - параллельно соединенные резистор 31 и переход база-эмиттер транзистора 32 нулевой вывод питания усилителя 7 - нулевой вывод питания стабилизатора 3 и уменьшается сопротивление перехода коллектор-эмиттер транзистора 32, подключенного к первому входу компаратора 5. Уменьшение сопротивления параллельно соединенной цепочке резистора 20 - переход коллектор-эмиттер транзистора 32 вызывает уменьшение напряжения не базе транзистора 21 компаратора 5 и таким образом происходит лавинообразное переключение компаратора 5, т.е. транзистор 21 закрывается, а транзистор 26 открывается, вследствие этого открывается транзистор 29 и транзистор 32 усилителя 7. На выхода усилителя 7 - коллекторе транзистора 29 появляется напряжение. Начинается заряд конденсатора 34 формирователя импульсов 8, на время которого открывается транзистор 36 и на выходе формирователя импульсов 6 и, соответственно, на шине 11 появляется импульс нулевого уровня, соответствующий максимальному значению напряжения полуволны синхронизирующего напряжения (точнее импульс, задержанный на установленное время - 10 100мкс относительно максимального значения). После окончания заряда конденсатора 34 на выходе формирователя 8 и на выходной шине 11 устанавливается напряжение единичного уровня. Далее, при уменьшении напряжения полуволны на выходе источника 1, положение схемы не меняется до тех пор, пока напряжение на выходе источника 1 не станет меньше напряжения стабилизации. При уменьшении напряжения на выходе источника 1 ниже напряжения стабилизации начинает уменьшаться напряжение на первом выходе усилителя 7 и конденсатор 34 начинает разряжаться, на выходе формирователя импульсов 8 сохраняется напряжение единичного уровня. При появлении на выходе источника 1 следующей полуволны напряжения формирователь синхронизированных импульсов работает аналогично. Формирователь синхронизированных импульсов работает так, как описано выше и при однополупериодном, и при двухполупериодном выпрямителе 2, что иллюстрируется временными диаграммами, приведенными на фиг.4, 3 и 4.