Триггерное устройство

 

Изобретение относится к импульсной технике и позволяет повысить помехоустойчивость. Триггерное устройство содержит элемент НЕ 1, двунаправленные ключи 2, 3, мультиплексор 4, элемент И-НЕ 5, резисторы 6, 7, конденсаторы 8, 9, входные шины 10, 11 устройства. 1 ил.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах вычислительной техники и систем управления. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости триггерного устройства. На чертеже приведена принципиальная схема триггерного устройства. Триггерное устройство содержит элемент НЕ 1, первый 2 и второй 3 двунаправленные ключи, мультиплексор 4, элемент И-НЕ 5, первый 6 и второй 7 резисторы, первый 8 и второй 9 конденсаторы, первую входную шину 10 и вторую входную шину 11 устройства. Первые выводы резисторов 6 и 7 через соответствующие конденсаторы 8 и 9 соединены с общей шиной. Вход элемента НЕ 1 соединен с выходом двунаправленного ключа 3 и со вторым выводом резистора 7, а выход с инверсным входом мультиплексора 4 и входом двунаправленного ключа 2. Выход двунаправленного ключа 2 соединен со вторым выводом резистора 6 и с прямым входом мультиплексора 4. Вход и управляющий вход двунаправленного ключа 3 соединены с выходами, соответственно, мультиплексора 4 и элемента И-НЕ 5. Первый вход элемента И-НЕ 5 соединен с управляющими входами дунаправленного ключа 2 и мультиплексора 4 и с шиной 10, а второй вход с шиной 11. Параметры резисторов 6, 7 и конденсаторов 8, 9 выбираются, исходя из требований по помехоустойчивости и быстродействию. Между длительностью помехи, которая может привести к ложному переключению триггерного устройства, и постоянной времени RC-цепей, существует прямая зависимость. Чем больше постоянная времени RC-цепей, тем больше помехоустойчивость. Однако, с ростом постоянной времени RC-цепей понижается быстродействие устройства. Триггерное устройство работает следующим образом. Допустим, что триггерное устройство находится в нулевом состоянии, на шине 10 уровень логической единицы. Сигнал на выход мультиплексора 4 поступает с его инверсного входа, конденсатор 9 разряжен. Это состояние поддерживается по цепи обратной связи, состоящей из элемента НЕ 1, мультиплексора 4 и двунаправленного ключа 3. Двунаправленный ключ 2 открыт и через него и резистор 6 с выхода элемента НЕ 1 конденсатор 8 заряжен до уровня логической единицы. На шину 11 подается последовательность импульсов положительной полярности, причем цепь обратной связи триггерного устройства замыкается на время паузы между импульсами, когда на шине 11 уровень логического нуля, а на выходе элемента И-НЕ 5 и на управляющем входе двунаправленного ключа 3 уровень логической единицы. При замкнутой цепи обратной связи под воздействием помехи возможно ложное переключение триггерного устройства, но в момент ее разрыва происходит восстановление состояния триггерного устройства, которое определяется зарядом на конденсаторе 9. При поступлении импульса отрицательной полярности на шину 10 закрывается двунаправленный ключ 2, на выходе элемента И-НЕ 5 уровень логической единицы и двунаправленный ключ 3 постоянно открыт. Цепь обратной связи разрывается, так как к выходу мультиплексора 4 подключается его прямой вход. Так как конденсатор 8 заряжается, на выходе мультиплексора 4 появляется уровень логической единицы и через двунаправленный ключ 3 и резистор 7 конденсатор 9 заряжается до уровня логической единицы. При снятии импульса на шине 10 цепь обратной связи замыкается, двунаправленный ключ 2 открывается и на его выходе появляется уровень логического нуля и конденсатор 8 разряжается. Следующим импульсом на шине 10 триггерное устройство аналогичным образом переключится в нулевое состояние. Заявляемое триггерное устройство обладает двумя достоинствами. 1. Обеспечивается устойчивость триггерного устройства к кратковременным перерывам в питании за счет того, что исключена возможность разряда конденсаторов через защитные диоды микросхем, изготовленных по КМОП технологии. Причем помехоустойчивость к перерывам в питании достигается без увеличения числа дискретных элементов. Устойчивость триггерного устройства к воздействию кратковременных помех по цепи питания обеспечивается как во время, так и в отсутствии счетного импульса на шине 10. Когда на шине 10 присутствует уровень логической единицы, перезаряжается конденсатор 8 и состояние триггерного устройства определяется зарядом на конденсаторе 9. При поступлении импульса на шину 10 начинает перезаряжаться конденсатор 9 и состояние триггерного устройства определяется зарядом на конденсаторе 8. 2. При использовании базовых матричных кристаллов для проектирования специализированных интегральных схем, расположенных в стандартных корпусах с ограниченным числом выводов, для организации одной ячейки памяти на дискретных элементах в схеме прототипа необходимо задействовать четыре вывода корпуса, что, в свою очередь, накладывает ограничения на количество помехоустойчивых триггерных устройств, расположенных в одном корпусе. Использование заявляемого триггерного устройства для построения схем на основе базовых матричных кристаллов приводит к упрощению схемы за счет уменьшения в два раза количества связей между памятью на дискретных элементах и логической частью в заявляемом объекте по сравнению с прототипом. Например, на кристалле, расположенном в корпусе с 48 выводами, можно реализовать семиразрядный регистр памяти, используя схему прототипа, и одиннадцатиразрядный регистр памяти, используя заявляемую схему триггерного устройства, что ведет к более полному использованию возможностей базовых матричных кристаллов. Работоспособность лабораторного образца заявляемого триггерного устройства подтверждена в диапазоне температуры окружающей среды от минус 50^oC до плюс 60^oC.

Формула изобретения

Триггерное устройство, содержащее первую входную шину, два резистора, первые выводы которых соединены через соответствующие конденсаторы с общей шиной, и элемент НЕ, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, введены вторая входная шина, два двунаправленных ключа, мультиплексор и элемент И НЕ, при этом вход первого двунаправленного ключа соединен с инверсным входом мультиплексора и выходом элемента НЕ, управляющий вход с первой входной шиной, управляющим входом мультиплексора и одним из входов элемента И НЕ, а выход с вторым выводом первого резистора и прямым входом мультиплексора, выход которого соединен с входом второго двунаправленного ключа, выход которого подключен к второму выводу второго резистора и входу элемента НЕ, а управляющий вход к выходу элемента И НЕ, другой вход которого соединен с второй входной шиной.