Триггерное устройство

 

Изобретение относится к импульсной технике и позволяет повысить помехоустойчивость. Триггерное устройство содержит RS-триггер 1, два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 2.3, два трехвходовых элемента ИЛИ - НЕ 4, 5, два элемента 6, 7 памяти на магнитных сердечниках с прямоугольной петлей гистерезиса и обмоткой два р - п - р-транзистора 8,9 и входную шину 14. 1 ил.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5025873/21 (22) 030292 (46) 30.11.93 Бюл. Мя 43-44 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт экспериментальной физики (72) Егоров AS; Еремин АН„ Шишкин Г.И. (73) Всесоюзняй научно-исследовательский институт экспериментальной физики (54) ТРИГГЕРНОЕ УСТРОЙСТВО (19) ÊRÖ (11) (51) 5 НОЗКЗ 286 НОЗ КЗ 637. (57) Изобретение относится к импульсной технике и позволяет повысить помехоустойчивость. Триггерное устройство содержит RS-триггер 1, два элемента ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЛИ 2, 3, два трехвходовых элемента ИЛИ вЂ” НЕ 4, 5, два элемента 6, 7 памяти на магнитных сердечниках с прямоугольной петлей гистерезиса и обмоткой, два р - n — р-транзистора

8,9и входную шину14. 1 ил.

2004063

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах вычислительной техники и систем управления.

Известно триггерное устройство (1), содержащее RS-триггер, два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два элемента памяти на магнитных сердечниках, два диода, два конденсатора и два резистора. Входы обмоток считывания элементов памяти соединены с первой шиной питания, а выходы обмоток считывания через соответствующие диоды, включенные в прямом направлении относительно источника питания, соединены с соответствующими входами RS-триггера, которые соединены через соответствующие конденсаторы с первой шиной питания и через соответствующие резисторы с второй шиной питания. Выходы обмоток записи элементов памяти соединены между собой, а входы обмоток записи соединены с выходами соответствующих элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первые входы которых подключены к входной шине, а вторые входы соединены с соответствующими входами

RS-триггера, Недостатком этого устройства является низкая помехоустойчивость, связанная с малым временем перемагничивания элементов памяти.

Известно триггерное устройство (2), которое является прототипом изобретения и содержит триггер, первый и второй элементы совпадения, первый и второй элементы памяти на магнитных сердечниках, первый и второй диоды, первый, второй, третий и четвертый резисторы,,первый и второй конденсаторы, входную шину. Тактовый вход триггера соединен с входной шиной и первыми входами первого и второго элементов совпадения, выходы которых соединены соответственно с входами сброса и установки триггера. Прямой и инверсный выходы триггера соединены с входами обмоток записи соответственно первого и второго элементов памяти на магнитных сердечниках, Первый и второй резисторы соединены с вторыми входами соотвественно первого и второго элементов совпадения. Третий и четвертый резисторы соединены с шиной питания, Входы обмоток считывания первого и второго элементов памяти на магнитных сердечниках соединены с общей шиной, Шина питания соединена с первым и вторым резисторами.

Вторые входы первого и второго элементов совпадения соединены с общей шиной соответственно через первый и второй конденсаторы. Третий и четвертый резисторы соединены с входами обмоток записи соответственно первого и второго элементов памяти на магнитных сердечниках. Выходы обмоток записи элементов памяти соединены между собой, а выходы обмоток считывания первого и второго элементов памяти соединены с катодами соответственно первого и второго диодов, аноды которых соединены с вторыми входами соответственно первого и второго элементов совпадения.

Недостатком данного устройства является низкая помехоустойчивость по счетному входу, связанная с переключением триггера по переднему фронту счетного импульса (или помехи) и малым временем пе15 ремагничивания сердечников элементов памяти, следствием чего может быть несанкционированное изменение их состояния, Техническим результатом изобретения является повышение помехоустойчивости. указанный технический результат достигается тем, что в триггерное устройство, содержащее триггер, первый и второй логические элементы, первые входы которых подключены к входной шине, четыре рези25 стора, первый и второй элементы памяти на магнитных сердечниках с прямоугольной петлей гистерезиса, первые выводы обмоток которых соединены с одними из выводов соответственно третьего и четвертого резиЗ0 сторов, введены первый и второй р-п-ртранзисторы и первый и второй трехвходовые элементы ИЛИ-НЕ, выходы которых соединены с другими выводами соответственно третьего и четвертого резисторов, первые входы соединены с входной шиной, вторые входы — с коллекторами соответственно второго и первого р-и-р-транзисторов, с входами сброса и установки триггера и через соответственно первый и

"0 второй резисторы с общей шиной, а третьи входы — с выходами соответственно первого и второго логических элементов, эмиттерами соответственно первого и второго р-и-ртранзисторов и вторыми выводами обмоток

45 соответственно первого и второго элементов памяти, первые выводы которых соединены с базами соответственно первого и второго р-п-р-транзисторов, при этом вторые входы первого и второго логических

50 элементов соединены соответственно с прямым и инверсным выходами триггера, первый и второй логические элементы выполнены в виде элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а триггер — в виде RS-триггера на

55 первом и втором двухвходовых элементах

ИЛИ-НЕ и первой и второй интегрирующих

RC-цепях, выходы которых являются соответственно прямым и инверсным выходами триггера и соединены с первыми входами соответственно первого и второго двухвхо2004063

20

30

55 довых элементов ИЛИ-НЕ, вторые входы которых являются соответственно входами ус.тановки и сброса триггера, а выходы соединены с входами соответственно второй и первой интегрирующих RC-цепей.

Указанная совокупность признаков позволяет повысить помехоустойчивость триг. герногоустройстваза счетуменьшения тока перемагничивания сердечников элементов памяти и, как следствие, увеличения времени их перемагничивания, а также за счет того, что заряд на конденсаторах RC-цепей позволяет сохранить состояние RC-триггера во время действия помехи.

На чертеже приведена схема триггерного устройства.

Триггерное устройство содержит RCтриггер 1, первый 2 и второй 3 элементы

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый 4 и второй

5 трехвходовые элементы ИЛ.И-НЕ, первый

6 и второй 7 элементы памяти на магнитных сердечниках с прямоугольной петлей гистерезиса и обмоткой, первый 8 и второй 9 р-п-р-транзисторы, первый 10, второй 11, третий 12 и четвертый 13 резисторы и входную шину 14. Первые входы первого 2 и второго 3 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены с первыми входами элементов

ИЛИ-НЕ 4 и 5 и с входной шиной 14, а вторые входы — соответственно с прямым и инверсным выходами RS-триггера 1. Выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 2 соединен с вторым входом элемента ИЛИ-HE 4, с эмиттером транзистора 8 и через обмотку элемента 6 памяти с базой транзистора 8, которая через резистор 10 соединена с выходом элемента ИЛИ-НЕ 4. Выход элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ 5. с эмиттером транзистора 9 и через обмотку элемента 7 памяти с базой транзистора 9, которая через резистор 11 соединена с выходом элемента ИЛИ-НЕ 5, Коллектор транзистора 8 соединен с S-входом RS-триггера

1, с третьим входом элемента ИЛИ-НЕ 5 и через резистор 12 с общей шиной. Коллек"",ор транзистора 9 соединен с R-входом RSтриггера 1, с третьим входом элемента

ИЛИ-НЕ 4 и через резистор 13 с общей шиной, RS-триггер 1 содержит первый 15 и второй 16 элементы ИЛИ-НЕ и первую 17 и вторую 18 интегрирующие RC-цепи. Выход элемента ИЛИ-НЕ 15 через интегрирующую

BC-цепь 17 соединен с инверсным выходом

RS-триггера 1 и с первым входом элемента

ИЛИ-НЕ 16, выход которого через интегрирующую RC-цепь 18 соединен с прямым выходом

RS-триггера 1 и с первым входом элемента

ИЛИ-НЕ 15. Вторые входы элементов ИЛИНЕ 15 и 16 являются соответственно S- u

R-входами RS-триггера 1.

Триггерное устройство работает следующим образом.

В режиме хранения информации на входной шине 14 присутствует уровень логической "1", при этом на выходах элементов ИЛИ-НЕ 4 и 5 уровень логического "0".

Транзисторы 8,9 закрыты и входы установки

S и сброса R RS-триггера 1 через резисторы

12 и 13 соединены с общей шиной. Предположим, что RS-триггер находится в нулевом состоянии, при этом на выходе элемента

ИЛИ-НЕ 15 и на выходе интегрирующей RCцепи 17 уровень логической "1", а на выходах элемента ИЛИ-НЕ 16 и интегрирующей

RC-цепи 18 уровень логического "О", Через обмотку сердечника элемента 6 памяти и резистор 10 протекает ток с выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 2 на выход элемента ИЛИ-НЕ 4. Через обмотку сердечника элемента 7 памяти ток не протекает, По переднему фронту импульса отрицательной полярности (относительно напряжения питания) на входной шине 14 на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 появляется уровень логической "1", а на выходе элемента ИЛИ-НЕ 5 сохраняется уровень логического "0", Через обмотку сердечника элемента 7 памяти и резистор

11 начинает протекать ток с выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 на выход элемента ИЛИ-НЕ 5. При этом открывается транзистор 9 и в зависимости от состояния сердечника элемента 7 памяти на входе сброса RS-триггера 1 формируется импульс помехи за счет непрямоугольности петли гистерезиса сердечника элемента 7 памяти или полезный импульс за счет перемагничивания сердечника элемента 7 памяти в противоположное состояние, В обоих случаях происходит подтверждение нулевого состояния RS-триггера 1. По окончании импульса положительной полярности (относительно нулевой шины) на входе сброса RS-триггера

1 на выходе элемента ИЛИ-НЕ 4 появляется уровень логической "1", Через обмотку сердечника элемента 6 памяти и резистор 10 ток протекает с выхода элемента ИЛИ-HE 4 на выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

2. Сердечник элемента 6 памяти перемагничивается в противоположное состояние, транзистор 8 закрыт и RS-триггер 1 сохраняет свое состояние. По окончании импульса на входной шине 14 появляется уровень логической "1" и протекание тока через обмотку сердечника элемента 7 памяти прекращается, На выходе элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 2 появляется уровень логической "1" и сердечник элемента 6

2004063 памяти начинает перемагничиваться в противоположном направлении. При этом открывается транзистор 8 и на установочном входе RS-триггера 1 появляется уровень логической "1", а на выходе элемента ИЛИ-HE

15 — уровень логического "0". После разряда конденсатора интегрирующей RC-цепи 17 на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

3 появляется уровень логической "1", через обмотку сердечника элемента 7 памяти начинает протекать ток, при этом состояние этого сердечника не изменяется. На выходе элемента ИЛИ-НЕ 16 появляется уровень логической "1" и после заряда конденсатора интегрирующей RC-цепи 18 на втором входе элемента ИЛИ-HE 15 появляется уровень логической "1", а на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 2 — уровень логического

"0". Протекание тока через обмотку сердечника элемента 6 памяти прекращается, при этом состояние этого сердечника сохраняется, на этом цикл переключения триггерного устройства в единичное состояние заканчивается.

Переключение триггерного устройства в нулевое состояние происходит следующим образом. По переднему фронту импульса на входной шине 14 на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 2 появляется уровень логической "1", а на выходе элемента ИЛИ-HE 4 сохраняется уровень логического "0". Через обмотку сердечника элемента 6 памяти начинает протекать ток и этот сердечник перемагничивается в противоположное состояние. При этом открывается транзистор 8 и уровень логической

"1" по установочному входу RS-триггера 1 подтверждает единичное состояние последнего. После перемагничивания сердечника элемента 6 памяти закрывается транзистор

8 и на всех входах элемента ИЛИ-Н Е 5 будут уровни логического "0", а на его выходе— уровень. логической "1". Сердечник элемента 7 памяти перемагничивается в противоположное состояние, транзистор 9 закрыт.

flo окончании импульса на входной шине 14 на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

2 и элементов ИЛИ-НЕ 4.5 устанавливается уровень логического "0", а на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 — уровень логической "1". Сердечник элемента 7 памяти начинает перемагничиваться, открывается транзистор 9 и на входе сброса

RS-триггера 1 формируется импульс положительной полярности. После перезаряда

10

20 конденсаторов интегрирующих RC-цепей 7 и 18 цикл переключения триггерного устройства завершается.

Следующий импульс на входной шине

14 переключает триггерное устройство в единичное состояние.

Информация о состоянии триггерного устройства может сниматься с выходов интегрирующих RC-цепей 17 и 18. Постоянные времени RC-цепей выбираются исходя из следующих условий. Первое — постоянная времени каждой RC-цепи должна быть бол ьше длительности паразитного импульса, формируемого за счет непрямоугольности петли гистерезиса сердечника элемента памяти. Второе — постоянная времени должна быть существенно меньше времени перемагничивания сердечников элементов памяти, Таким образом, помехоустойчивость устройства по входной шине 14 обеспечивае ся за счет хранения информации о состоянии триггерного устройства на магнитных сердечниках с прямоугольной петлей гистерезиса и инерционности их

55 перемагничивания из одного состояния в . другое. При переключении триггерного устройства происходит последовательное перемагничивание сердечников элементов памяти, а затем последовательный перезаряд конденсаторов интегрирующих RC-цепей. Помехоустойчивость триггерного устройства увеличивается также за счет увеличения времени перемагничивания сердечников, После перерыва в питании нерегламентированной длительности происходит восстановление состояния триггерного устройства за счет открывания одного из транзисторов и формирования импульса по соответствующему входу RS-триггера, Изготовлен и испытан лабораторный макет, триггерного устройства выполненный на микросхемах 564 серии. Элементы памяти выполнены на базе сердечников из сплава 77НМД (типоразмер М2,5-3/2,5-45).

Макет испытан в диапазоне температур от минус 50 до плюс 60 С. Проведенные испытания показали осуществимость заявляемого устройства и подтвердили ег« практическую ценность. (56) 1, Авторское свидетельство СССР

N. 970650, кл. Н 03 K 3/286, 1981, 2, Авторское свидетельство СССР

М 813709, кл. Н 03 К 3/286, 1979, 10

2004063

Формула изобретения

Составитель Л.Егоров

Техред M.Ìoðãåíòàë

Корректор Е. Папп

Редактор

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Заказ 3327

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

ТРИГГЕРНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее триггер, первый и второй логические элементы, первые входы которых подключены к входной шине, четыре резистора, первый и второй элементы памяти на магнитных сердечниках с прямоугольной петлей гистерезиса, первые выводы обмоток которых соединены с одними из выводов соответственно третьего и четвертого резисторов, отличающееся тем, что в него введены первый и второй р-и-р-транзисторы и первый и второй трехвходовые элементы ИЛИ - НЕ, выходы которых соединены с другими выводами соответственно третьего и четвертого резисторов, первые входы соединены с входной шиной, вторые входы - с коллекторами соответственно второго и первого р-п-р-транзисторов, с входом сброса и установки соответственно триггера и через соответственно первый и второй резисторы - с общей шиной, а третьи входы - с выходами соответственно первого и второго логических элементов, эмиттерами соответственно первого и второго р-и-р-транзисторов и вторыми выводами обмоток соответственно первого и второго элементов памяти, первые выводы которых соединены с базами соответственно первого и второго р-п-р-транзисторов, вторые входы первого и второго логических элементов соединены соответственно с прямым и инверсным выходами триггера, первый и второй логические элементы выполнены в виде элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а триггер - в виде RS-триггера на первом и втором двухвходовых элементах ИЛИ - НЕ и первой и второй интегрирующих RC-цепях, выходы которых являются соответственно прямым и инверсным выходами триггера и соединены с первыми входами соответственно первого и второго двухвходовых элементов ИЛИНЕ, вторые входы которых являются соответственно входами установки и сброса триггера, а выходы соединены с входами

25 соответственно второй и первой интегрирующих RC-цепей.