182821. lajstromszámú szabadalom • Feszültség- vagy áramhangolású oszcillátor komplementer térvezérlésű tranzisztorokkal
1 182.821 2 Feszültséghangolású vagy áramhangolású R—C oszcillátor, 10 MHz feletti felső határfrekve’' "iával, CMOS elemek Felhasználásával, amelynek kin neti jelalakja szimmetrikus négyszögjel. Az újításban szereplő oszcillátorhoz hasonló kapcsolásokat az elektronika területén széleskörűen alkalmaznak, azonban minden felhasználói terület más-más kapcsolásokat igényel. Például egy CMOS elemeket tartalmazó rendszerben, amelyeknek ismert előnyei vannak, célszerű szintén CMOS elemekből álló oszcillátort felépíteni. Eddig az időpontig már kifejlesztettek több CMOS oszcillátort, mint pl.: Schmitt triggeres oszcillátor, vagy monostabilokból felépített oszcillátor, vagy kapukból és inverterekből összeállított különféle oszcillátorok. Az eddigi CMOS oszcillátor elrendezések csak nehezen teljesítik egyszerre a következő követelményeket: Feszültség- (vagy áram) hangolás. Lineáris feszültség (áram) — frekvencia karakterisztika. Átfogási tartomány nagyobb mint 1:10 Szimmetrikus négyszög kimenetijei. Kimeneti frekvencia nagyobb mint 10 MHz. 180°-os kimenetijei is rendelkezésre áll. Alacsony hőmérsékleti együttható. A kapcsolási elrendezés működése: A NOR kapukból felépített 3 RS tároló és a 2 bemenetre kapcsolt Üss feszültség esetén: a tápfeszültség bekapcsolása után, ha a 4 kimenet Udd feszültségen van, a 3 RS tároló 5 kimenete Üss feszültségre kerül. Ekkor a 7 kondenzátor egyik kivezetését a 8 inverter Üss feszültségre kapcsolja, a 7 kondenzátor másik kivezetését a 6 inverter a 9- áramgenerátorra kapcsolja. A 9 áramgenerátor vezérelt és a frekvencia beállítás az 1 bemenetről van biztosítva. A működése a következő. Megkezdődik az első töltődési folyamat, újabb állapot csak akkor keletkezik, amikor a 6 inverteren keresztül töltődő 7 kondenzátor feszültsége a 3 RS tároló komparálási szintjét eléri a bemeneten, azaz a feszültség (Udd-Uss) /2 fölé emelkedik. A komparálási szint elérésekor a 3 RS tároló átbillen, a 4 kimenete Üss feszültségű lesz, 5 kimenete Udd feszültségű lesz, a 8 inverter a 7 kondenzátorra kapcsolja, a 7 kondenzátor másik kivezetését a 6 inverter-Uss feszültségre kapcsolja. A 7 kondenzátorban a töltődés alatt CxUcomp töltés halmozódik fel. Az átkapcsolás pillanatában, amikor a 6 inverter Üss feszültséget kapcsol a kivezetésére, ez a töltés kisül a 6 inverteren és a 3 RS tároló bemeneti védő diódáján keresztül, ezzel kezdetét veszi a második töltődési folyamat, amely a 8 inverteren keresztül töltődő kondenzátor Ucomp feszültségre töltődéséig tart. A kapcsolás jellemzőinek további javítása érhető el (még kisebb hőmérsékleti együttható, magasabb működési frekvencia) ha a 2 bemenetet nem Üss feszültség értékre kapcsoljuk, hanem Ucomp/2-re, azaz Udd/4-re. Ezzel a megoldással a töltődési-kisütési folyamat közben nem kerül telítésbe a 3 RS tároló egyik bemeneti védődiódája sem. A javasolt kapcsolás fontos része a 15 indító áramkör. Ez arra szolgál, hogy bekapcsolás után az esetleg beálló hibás működési állapotból az áramkört kibillentse, és azután már ne avatkozzon a működésbe. Ha ugyanis a 3 RS tároló mindkét kimenete „0” állapotba kerül, akkor a 3 RS tároló mindkét bemenete és azon belül a 7 kondenzátor mindkét kivezetése „1” állapotban lesz, ebből a ritkán fellépő állapotból a kapcsolás nem képes magához térni, a kapcsolás rezgése megszűnik. Kapcsoljunk a 3 RS tároló 4 kimenetére egy 10 késleltetőt, és ennek kimenetét kapcsoljuk all kapu egyik bemenetére, másik bemenetét pedig a 3 RS tároló 5 kimenetére, a kapu kimenetét pedig egy 12 kapcsoló tranzisztor vezérlő bemenetére, a 12 kapcsoló tranzisztort pedig a 2 bemenet és a 7 kondenzátor egyik kivezetése közé. Tehát, ha előáll ez a helytelen állapot és a 3 RS tároló mindkét kimenete „0” állapotba kerül, akkor all kapu egyik bemenetére „0”, a másik késleltetett bemenetére szintén „0” kerül és a 12 kapcsoló tranzisztor a 7 kondenzátor egyik kivezetését a 2 bemenetre kapcsolt feszültségszintre köti, így a rendszer a normális működés területére kerül és a kapcsolás rezegni kezd. Rezgés esetén a 11 kapu kimenete mindig csak akkor ad vezérlő jelet a 12 kapcsoló tranzisztorra, amikor a 7 kondenzátoron üzemszerűen egyébként is a 2 bemenet feszültsége található a 8 inverteren keresztül. A külső leállítás egy másik 13 kapcsoló tranzisztorral valósítható meg a 14 beállító bemeneten keresztül. A találmány szerint megvalósított indítás gyorsabb működést tesz lehetővé, mivel az indítási késleltető művonal a rezgési hurkon kívülre van helyezve, így az nem növeli meg magának az oszcillátornak a saját késleltetési idejét, tehát a működési felső határfrekvencia magasabb lesz. Szabadalmi igénypontok 1. Indítható áramhangolású oszcillátor, amely oszcillátorban bistabil multivibrátor bemenetel között kondenzátor van elrendezve, amely kondenzátor két kivezetésére egy-egy áramkapcsoló kimenete csatlakozik és az áramkapcsolók egymással közösített árambemeneteire áramgenerátor van kötve, továbbá a bistabil multivibrátor kimenetei áramkapcsolók vezérlőbemeneteire csatlakoznak, míg az áramkapcsolók kisütő bemenetei közösítve vannak, azzal jellemezve, hogy olyan indító áramkörök) (15) csatlakoztatására alkalmas kapcsoló tranzisztora(i) (12, 13) van(nak), amely kapcsoló tranzisztorok) (12, 13) egyik kivezetése© az inverter(ek) (8, 6) kimeneté(ei)re, míg a kapcsoló tranzisztor(ok) (12, 13) másik kivezetése© az inverter(ek) (8, 6) közösített kisütő bemenetére (2) van(nak) kötve. 2. Az 1. igénypont szerinti oszcillátor kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az egyik kapcsoló tranzisztor (12) vezérlő bemenetére indító áramkör (15) csatlakozik. 3. A 2. igénypont szerinti oszcillátor kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az indító áramkörben (15), kimenetével az egyik kapcsoló tranzisztor (12) vezérlő bemenetére csatlakozó kapu (11) és a kapu (11) egyik bemenetére kötött késleltető (10) van, továbbá a kapu (11) másik bemenete az RS tároló (3) egyik kimenetére (5), míg a késleltető (10) bemenete az RS tároló (3) másik kimenetére (4) van kötve. 4. Az 1.—3. igénypontok bármelyike szerinti oszcillátor kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a másik kapcsoló tranzisztor (13) vezérlő bemenete külső indító áramkör csatlakoztatására alkalmas vezérlő bemenet (14). 1 rajz, 1 ábra 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
