Многопороговый логический элемент

 

МНОГОПОРОГОВЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ по авт.св. 319077, отличаю щийс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет увеличения количества входив, в него введены для каждой пары входов линейного сумматора многоколлекторный и многоэмит27 25о терный транзисторы и дополнительный резистор, включенный между положительным полюсом источника питания и базой многоэмиттерного транзистора , один эмиттер которого соединен с первым входом, а другой - со вторым входом соответствующей пары входов линейного сумматора, коллектор многоэмиттерного транзистора подключен к базе многоколлекторногр транзистора, эмиттер которого соединен с отрицательным полюсом источника питания, один коллектор подключен к анодс1М диодов первого входа, второй коллектор соединен с анодами диодов второго входа соответствующей пары входов линейного сумматора. :о о :о 35 з:

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

09) (11) З(511 Н 03 К 19/23

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ I "

К ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВ,Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 319077 (21) 3593644/24-21 (22) 20 ° 05.83 (46) 30.12.84. Бюл.Р 48 (72) И.A.Пальянов (71) Омский политехнический институт (53) 621.374(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

9 319077, кл. Н 03 К 19/23, 1971. (54)(57) ИНОГОПОРОГОВЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ

ЭЛЕМЕНТ по авт.св. В 319077, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей за счет увеличения количества входов, в него введены для каждой пары входов линейного сумматора многоколлекторный и многоэмит терный транзисторы и дополнительный резистор, включенный между положительным полюсом источника питания и базой многоэмиттерного транзистора, один эмиттер которого соединен с первым входом, а другой — со вторым входом соответствующей пары входов линейного сумматора, коллектор многоэмиттерного транзистора подключен к базе многоколлекторного транзистора, эмиттер которого соединен с отрицательным полюсом источника питания, один коллектор подключен к анодам диодов первого входа, второй коллектор соединен с анодами диодов второго входа соответствующей пары входов линейного ю сумматора.

1132366

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к пороговым логическим элементам.

По основному авт;св. Р 319077 известен многопороговый логический элемент, содержащий линейный сумматор, выполненный на.резисторах и управляемый с входными диодами, через сглещающие диоды с объединенными катодами подключенный к пос- 10 ледовательно соединенным суммирующим резисторам и многопороговому дискриминатору, выполненным в виде нескольких параллельно соединенных однопороговых дискриминаторов на 15 транзисторе.с заземленным эмиттером, база которого объединена с коллектором,цругого транзистора, эмиттер которого подключен к соответствующему суммирующему резистору, а коллектор присоединен к базе аналогичного транзистора в предыдущем дискриминаторе (11 .

Недостатком многопорогового логического элемента является то, что при реализации функции четности количество высокоточных резисторов в таком элементе должно в два раза превосходить число логических

oõoäoí..IIàêñèìàëüíoå значение порога в подобном элементе не должно превосходить 8 (исходя из требований помехоустойчивости) . Это означает, что максимальное число переменных, от которых реализуется функция четности, также не должно превосходить 8. Это уменьшает функциональные возможности.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет увеличения количества входов. 40

Поставленная цель достигается тем что в многопороговый логический элемент ввецены для каждой пары входов линейного сумматора многоколлекторный и многоэмиттерный транзисторы 45 и дополнительный резистор, включенный между положительным полюсом .источника питания и базой много эмиттерногo транзистора, один эмиттер которого соединен с первым входом, 50 а другой — co вторым входом соответствующей пары входов линейного сумматора, коллектор многоэмиттерного транзистора подключен к базе многоколлекторного транзистора, эмит- 55 тер которого соединен с отрицательным полюсом источника питания, один коллектор подключен к анодам диодов первого входа, второй коллектор соединен с анодами диодов второго входа соответствующей пары входов линейного сумматора.

На чертеже представлена принципиальная схема многопорогового логического элемента. 65

Многопороговый логический элемент четности содержит линейный сумматор

1, состоящий из входных диодов 2, смещающих диодов 3, резисторов 4, образующих резисторную матрицу, многоэг4иттерных транзисторов 5, много-. коллекторных транзисторов 6 и дополнительных резисторов 7,многопороговый дискриминатор 8, состоящий из однопороговых дискриминаторов на транзисторах 9-16, резисторов 17- 22 и резистивный делитель из суммирующих резисторов 23-26.

Каждая пара диодов 2 и 3 линейного сумматора в точках, объединяющих их аноды .через резисторы, определяющие вес входов, подключена к положительному полюсу источника питания

27. Катоды диодов 3 объединены и подсоединены ко входу резисторного делителя из резисторов 23-26, выходы которого соединены со входами однопороговых дискриминаторов на транзисторах 9,12,10,13,11, .14 и 15.

Катоды диодов 2 каждой пары входов 29 линейного сумматора 1 соединены с эмиттерами многоэмиттерного транзистора 5, база которого через резистор 7 подсоединена к положительному полюсу источника питания

27, а коллектор подключен к базе многоколлекторного транзистора 6.

Эмиттер многоколлекторного транзистора 6 подсоединен к отрицательному полюсу 28 источника питания, а кол- лекторы соединены соответствечно с точками объединения анодов диоРов 2 и 3 первого и второго входов соответствующей пары входов линейного сумматора. База транзистора 16 подключена к коллектору транзистора

12, принадлежащего однопороговому дискриминатору с наименьшим порогом срабатывания. Коллектор транзистора 16 подключен к выходной клемме

30 многопорогового элемента. Транзисторы 9-11 развязывают между собой дискриминаторы с последовательными порогами срабатывания.

Базы транзисторов 9-11 и 16 через резисторы 17-20 подключены к положительному полюсу источника питания

27. Коллектор транзистора 16 через резистор 21 также подключен к положительному полюсу источника питания 27.

Работает многопороговый логический элемент следующим образом.

Пусть элемент имеет восемь входов. Значения весовых коэффициентов входов линейного сумматора равны единице. Пороги срабатывания дискриминаторов на транзисторах 9,12,10, 13,11,14 и 15 соответственно равны

1-4.

В исходном состоянии (все входные переменные равны нулю) диоды 2, связанные со входами 29, проводят—

1132366 ток от источника питания через резисторы 4. Потенциал на выходе линейного сумматора 1 недостаточен для срабатывания дискриминаторов на транзисторах 9 и 12. Транзистор 9 является открытым, что приводит к

5 появлению низкого уровня напряжения на базе транзистора 12, и он закрывается. На выходе 30 многопорогового логического элемента устанавливается низкий уровень напряжения, соответст- 10 вующий 0 .

Если положительный потенциал присутствует только на одном из входов линейного сумматора 1, то соответствующий диод 2 запирается и ток 15 от источника питания через соответствующий резистор 4 переключается в цепь резисторов 23-26. При этом все многоколлекторные транзисторы 6 являются закрытыми, поскольку у любого из многоэмиттерных транзисторов 5 хотя бы один из эмиттеров находится под низким уровнем напряжения. На выходе линейного сумматора

1, в этом случае присутствует уро25 вень напряжения, достаточный для срабатывания дискриминатора на транзисторах 9 и 12. При этом транзистор 9 закрывается, на его коллекторе устанавливается высокий потенциал, приводящий к открыванию транзистора 12 и закрыванию транзистора 16. На клемме 30 формируется высокий уровень напряжения, соответствующий единичному значению логической функции. 35

Пусть теперь две выходные переменные многопорогового логического элемента равны единице и они пост1 пают в клеммы 29, относящиеся к различным парам входов линейного 40 сумматора. Соответствующие диоды

2 запираются и ток от источника. питания через соответст вующие резисторы 4 и диоды 3 поступает в цепь резисторов 23-26. Пос-" 45 кольку все многоколлекторные транзисторы в этом случае являтся закрытыми, то тока, протекающе через резисторы 23-26, достаточно для появления потенциала, вызывающего срабатывание дискриминаторов на транзисторах 9,12,10 и 13. Поскольку транзистор 13 дискриминатора с порогом срабатывания 2 при этом открывается, то потенциал íà его коллекторе уменьшается, что.приводит к закрыванию транзистора 12 и открйванию транзистора 16. На выходе 30 в этом случае формируется нулевое значение логической функции.

Если две входные переменные 60 многопорогового логического элемента равны единице и поступают на клеммы

29, относящиеся к одной паре входов линейного сумматора, то на обоих эмиттерах соответствующего многоэмиттерного транзистора 5 присутствует высокий уровень напряжения..Базовый ток этого транзистора переключается в цепь коллектора и поступает в базы многоколлекторного транзистора 6. Соответствующий многоколлекторный транзистор открывается и токи через связанные с его коллекторами резисторы 4 поступают к отрицательному полюсу источника питания 28, минуя делитель из резисторов 23-26.

Потенциала на выходе линейного сумматора 1 становится недостаточно для срабатывания дискриминатора на транзисторах 9 и 12. На выходе 30 многопорогового логического элемента формируется нулевое значение логической функции.

Если на клеммы 29, принадлежащие различным парам входов линейного сумматора 1, поступает три или четыре входные переменные, равные единице, то соответствующие входные диодй2 закрываются, ток от положительного полюса источника питания через резисторы 4 поступает в цепь из резисторов 23-26. При этом срабатывают дискриминаторы на транзисторах

9,12,10,13, 11 и 14 или 9,12,10,13, 11, 14 и 15 и на выходе 30 соответственно формируется единичное или нулевое значение логической функции.

Аналогичным образом происходит работа многопорогового логического элемента при других комбинациях входных сигналов. IIp этом всегда следует учитывать, что единичные значения переменпых, поступающие в клеммы 29, принадлежащие к одной паре входов линейного сумматора, приводят к открыванию транзистора б, кол-. лекторы которого соединены с анодами диодов 2 и 3 соответствующей пары входов. В этом случае ток от положительного полюса источника питания

127 через резисторы 4 и открытый многоколлекторный транзистор б lIoc тупает к отрицательному полюсу источника питания 28, минуя цепь резисторного делителя из резисторов

23-.26. Следовательно, максимальное значение тока в цепи резисторов

23-26 будет протекать при поступлении на клеммы 29, принадлежащие различным парам входов линейного сумматора, четырех переменных, равных единице. Максимальное значение порога (и количество однопороговых дискриминаторов) многопорогового логического элемента четности равно числу,пар входов линейного сумматора.

Укаэанные изменения в структуре многопорогового логического элемента позволяют повысить его технологичность за счет уменьшения числа высокоточных резисторов. уменьшается число однопороговых дискрими1132366

Составитель Л. Петрова

Редактор T.Åî á Техред С. Легеэа . Корректор М.Демчик

Дакаэ 9805/44 Тираж 861 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретейий и открытий

113035, Москва, З-35, Раушская наб., д.4/5филиал ППП Патент,r.Óàãîðîä, ул.Проектная, 4 наторов (при заданном числе входов), что приводит к.уменьшению времени задержки сигнала.

Кроме того, расширяются функцио" нальные возможности предложенного элемента, поскольку при максимальном значении порога, равном восьми, он позволяет реализовать функцию четности от аргументов.