Триггерное устройство

 

Изобретение относится к области импульсной технике и может быть использовано в устройствах вычислительной техники и систем управления. Технический результат - повышение надежности и уменьшение потребления тока. Триггерное устройство содержит первый RS-триггер (1), входы установки и сброса которого соединены с первыми выводами, соответственно, первого (2) и второго (3) резисторов (Р) через, соответственно, первый (4) второй (5) конденсаторы - с общей шиной, второй RS-триггер (6), входы установки и сброса которого соединены, соответственно, с инверсным и прямым выходами первого RS-триггера (1), первый (7), второй (8) элементы "Исключающее ИЛИ"", первые входы которых подключены к входной шине (9) устройства, вторые входы соединены, соответственно, с прямым и инверсным выходами второго RS-триггера (6), а выходы соединены с входами обмоток записи, соответственно, первого (10) и второго (11) элементов памяти на магнитных сердечниках (ЭПМ) и с анодами, соответственно, первого (12) и второго (13) диодов (Д), катоды которых соединены с соответствующими выводами третьего Р (14) и с выходами обмоток записи, соответственно, первого (10) и второго (11) ЭПМ, выходы обмоток считывания которых соединены со вторыми выводами, соответственно, второго (3) и первого (2) Р, а входы обмоток считывания соединены с общей шиной. 1 ил.

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

Известно триггерное устройство (см. патент РФ 2106742 от 16.08.95, МКИ:Н 03 К 3/286, "Триггерное устройство", Рыжаков Е.И., Шишкин Г.И., опубл. 10.03.98, Бюл. 7), содержащее RS-триггер, выполненный на элементах И-НЕ, входы установки и сброса которого соединены с первыми выводами, соответственно, первого и второго резисторов и через, соответственно, первый и второй конденсаторы - с общей шиной, а прямой и инверсный выходы соединены с первыми входами, соответственно, первого и второго элементов "исключающее ИЛИ", вторые входы которых подключены к входной шине устройства, а выходы соединены с входами записи, соответственно, первого и второго элементов памяти на магнитных сердечниках, входы обмоток считывания которых соединены с общей шиной. Выходы первого и второго элементов "исключающее ИЛИ" соединены с первыми входами, соответственно, третьего и четвертого элементов "исключающее ИЛИ", выходы которых через, соответственно, третий и четвертый резисторы соединены с выходами обмоток записи, соответственно, первого и второго элементов памяти на магнитных сердечниках, выходы обмоток считывания которых через, соответственно, пятый и шестой резисторы соединены с первыми входами, соответственно, первого и второго элементов И-НЕ, выходы которых соединены со вторыми выводами, соответственно, второго и первого резисторов и со вторыми входами, соответственно, четвертого и третьего элементов "исключающее ИЛИ", а вторые входы элементов И-НЕ соединены с входной шиной.

Недостатком известного триггерного устройства является большое потребление тока, обусловленное наличием двух отдельных цепей запитки обмоток записи элементов памяти.

Известно триггерное устройство (см. авторское свидетельство СССР 970650 от 03.04.81, МКИ: Н 03 К 3/286, "Триггерное устройство (первый вариант)", Шишкин Г. И. , опубл. 30.10.82, Бюл. 40), выбранное в качестве прототипа и содержащее RS-триггер, первый и второй логические элементы "исключающее ИЛИ", первый и второй элементы памяти на магнитных сердечниках, первый и второй диоды, первый и второй конденсаторы, первый и второй резисторы. Входы обмоток считывания первого и второго элементов памяти на магнитных сердечниках соединены с первой шиной питания, а выходы обмоток считывания через, соответственно, первый и второй диоды, включенные в прямом направлении относительно источника питания, соединены, соответственно, с входами установки и сброса RS-триггера, которые соединены с первой шиной питания через, соответственно, первый и второй конденсаторы и с второй шиной питания через первый и второй резисторы, соответственно. Выходы обмоток записи первого и второго элементов памяти на магнитных сердечниках соединены между собой, а входы обмоток записи соединены с выходами, соответственно, первого и второго элементов "исключающее ИЛИ", первые входы которых подключены к входной шине устройства, а вторые соединены, соответственно, с прямым и инверсным выходами RS-триггера.

Недостатком известного триггерного устройства является низкая надежность, обусловленная, во-первых, возможностью непереключения RS-триггера по заднему фронту счетного импульса после перемагничивания сердечников элементов памяти, поскольку во время действия импульса положительной полярности на выходе обмотки считывания, например, первого элемента памяти, который должен переключить триггер, происходит медленный заряд первого конденсатора, вызывающий уменьшение напряжения на инверсном выходе RS-триггера, повышение напряжения на выходе второго элемента "исключающее ИЛИ" и соответствующее уменьшение напряжения на обмотке записи первого элемента памяти. При этом ограничивается амплитуда сигнала на выходе обмотки считывания первого элемента памяти, а следовательно, и снижение напряжения на инверсном выходе RS-триггера, которое может не достигнуть порога срабатывания соответствующего логического элемента RS-триггера. После перемагничивания сердечника первого элемента памяти сигнал на выходе его обмотки считывания снижается, а RS-триггер восстанавливает исходное состояние.

Во-вторых, низкая надежность обусловлена тем, что при переключении триггерного устройства на выходе обмотки считывания соответствующего запоминающего элемента формируется импульс отрицательной полярности, вызывающий недопустимую переполюсовку по соответствующему входу RS-триггера от низкоомного источника.

Кроме того, недостатком прототипа является повышенное потребление тока в режиме хранения информации вследствие протекания тока через резисторы.

Технической задачей является создание триггерного устройства, обладающего повышенной надежностью и уменьшенным потреблением тока.

Технический результат, заключающийся в повышении надежности и уменьшении потребления тока, достигается тем, что в триггерное устройство, содержащее первый RS-триггер, входы установки и сброса которого соединены с первыми выводами, соответственно, первого и второго резисторов и через, соответственно, первый и второй конденсаторы - с общей шиной, первый и второй элементы "исключающее ИЛИ", первые входы которых подключены к входной шине устройства, а выходы соединены с входами обмоток записи, соответственно, первого и второго элементов памяти на магнитных сердечниках, входы обмоток считывания которых соединены с общей шиной, и два диода, введены второй RS-триггер и третий резистор, при этом входы установки и сброса второго RS-триггера соединены, соответственно, с инверсным и прямым выходами первого RS-триггера, а прямой и инверсный выходы соединены со вторыми входами, соответственно, первого и второго элементов "исключающее ИЛИ", выходы которых соединены с анодами, соответственно, первого и второго диодов, катоды которых соединены с соответствующими выводами третьего резистора и с выходами обмоток записи, соответственно, первого и второго элементов памяти на магнитных сердечниках, выходы обмоток считывания которых соединены со вторыми выводами, соответственно, второго и первого резисторов.

Указанная совокупность признаков позволяет повысить надежность путем исключения возможности ограничения амплитуды импульса на выходе обмотки считывания за счет введения дополнительного триггера, который переключается только после переключения обоих логических элементов основного триггера, а так же за счет ограничения тока во время действия отрицательного импульса на входе триггера, и уменьшить потребление тока за счет исключения протекания тока через обмотки считывания в режиме хранения информации.

На чертеже приведена принципиальная схема триггерного устройства.

Триггерное устройство содержит первый RS-триггер 1, входы установки и сброса которого соединены с первыми выводами, соответственно, первого 2 и второго 3 резисторов и через, соответственно, первый 4 и второй 5 конденсаторы - с общей шиной, второй RS-триггер 6, входы установки и сброса которого соединены, соответственно, с инверсным и прямым выходами первого RS-триггера 1, первый 7 и второй 8 элементы "исключающее ИЛИ", первые входы которых подключены к входной шине 9 устройства, вторые входы соединены, соответственно, с прямым и инверсным выходами второго RS-триггера 6, а выходы соединены с входами обмоток записи, соответственно, первого 10 и второго 11 элементов памяти на магнитных сердечниках и с анодами, соответственно, первого 12 и второго 13 диодов, катоды которых соединены с соответствующими выводами третьего резистора 14 и с выходами обмоток записи, соответственно, первого 10 и второго 11 элементов памяти на магнитных сердечниках, выходы обмоток считывания которых соединены со вторыми выводами, соответственно, второго 3 и первого 2 резисторов, а входы обмоток считывания соединены с общей шиной.

Триггерное устройство работает следующим образом.

Допустим, что RS-триггер 1 находится в состоянии "0", на шине 9 присутствует уровень "0". При этом RS-триггер 6 находится в состоянии "1", на выходе элемента "исключающее ИЛИ" 7 присутствует уровень "1", а на выходе элемента "исключающее ИЛИ" 8 - уровень "0". Через обмотки записи элементов 10 и 11 памяти протекает ток, намагничивающий сердечники влево.

При поступлении положительного импульса на шину 9 на выходе элемента "исключающее ИЛИ" 7 устанавливается уровень "0", а на выходе элемента "исключающее ИЛИ" 8 - уровень "1". Ток обмоток записи элементов 10 и 11 памяти изменяет направление, магнитные сердечники начинают перемагничивание вправо. При этом на выходе обмотки считывания элемента памяти 11 формируется отрицательный импульс, который через резистор 2 заряжает конденсатор 4 и поступает на вход установки RS-триггера 1, не оказывая влияния на его состояние. На выходе обмотки считывания элемента памяти 10 формируется положительный импульс, который через резистор 3 заряжает конденсатор 5 и поступает на вход сброса RS-триггера 1, подтверждая его состояние.

Таким образом, при поступлении положительного импульса на шину 9 происходит одновременное перемагничивание сердечников элементов 10 и 11 памяти. Необходимо отметить, что скорость, а следовательно, и время перемагничивания сердечников неодинаковы, поскольку скорость перемагничивания сердечника элемента памяти 11 ограничивается диодом 13, шунтирующим обмотку записи. Поэтому, если положительный импульс на шине 9 короткий (помеха), сердечник элемента памяти 11 не успевает существенно перемагнититься, и, после окончания импульса, на выходе его обмотки считывания формируется короткий положительный импульс, который не успевает изменить напряжение на конденсаторе 4, а следовательно, и на входе установки RS-триггера 1, до порога срабатывания, сохраняя его состояние.

После перемагничивания сердечников положительный импульс на шине 9 заканчивается. На выходе элемента "исключающее ИЛИ" 7 устанавливается уровень "1", на выходе элемента "исключающее ИЛИ" 8 - уровень "0". Сердечники элементов 10 и 11 памяти начинают перемагничиваться влево. При этом на входе сброса RS-триггера 1 формируется отрицательный импульс, не влияющий на его состояние, на входе установки - положительный импульс, вызывающий переключение RS-триггера 1 в состояние "1", что приводит к переключению RS-триггера 6 в состояние "0". На выходе элемента "исключающее ИЛИ" 7 устанавливается уровень "0", а на выходе элемента "исключающее ИЛИ" 8 - уровень "1". Сердечники элементов 10 и 11 памяти намагничиваются вправо, восстанавливая свое состояние. На выходе обмотки считывания элемента памяти 11, а следовательно, и на входе установки RS-триггера 1 формируется отрицательный импульс, не влияющий на его состояние. На выходе обмотки считывания элемента памяти 10, а, следовательно, и на входе сброса RS-триггера 1 формируется положительный импульс. Однако длительность указанного импульса невелика, поскольку сердечник элемента памяти 10 не успел существенно перемагнититься за время переключения RS-триггеров 1 и 6 из-за малой скорости перемагничивания, ограниченной диодом 12, шунтирующим обмотку записи. Поэтому за время действия импульса напряжение на конденсаторе 5, а, следовательно, и на входе сброса RS-триггера 1 практически не изменяется.

Переключение триггерного устройства в состояние "0" происходит аналогичным образом.

Изготовлен лабораторный макет триггерного устройства, испытания которого подтвердили работоспособность и практическую ценность заявляемого объекта.

Формула изобретения

Триггерное устройство, содержащее первый RS-триггер, входы установки и сброса которого соединены с первыми выводами, соответственно, первого и второго резисторов и через, соответственно, первый и второй конденсаторы - с общей шиной, первый и второй элементы "Исключающее ИЛИ", первые входы которых подключены к входной шине устройства, а выходы соединены с входами обмоток записи, соответственно, первого и второго элементов памяти на магнитных сердечниках, входы обмоток считывания которых соединены с общей шиной, и два диода, отличающееся тем, что введены второй RS-триггер и третий резистор, при этом входы установки и сброса второго RS-триггера соединены, соответственно, с инверсным и прямым выходами первого RS-триггера, а прямой и инверсный выходы соединены со вторыми входами, соответственно, первого и второго элементов "Исключающее ИЛИ", выходы которых соединены с анодами, соответственно, первого и второго диодов, катоды которых соединены с соответствующими выводами третьего резистора и с выходами обмоток записи, соответственно, первого и второго элементов памяти на магнитных сердечниках, выходы обмоток считывания которых соединены со вторыми выводами, соответственно, второго и первого резисторов.

РИСУНКИ

Рисунок 1