Патент ссср 273280

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

273280

СМз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Заявлено 13.1 I.1969 (№ 1311131. 18-24) с присоединением заявки J¹â€”

Приоритет—

Опубликовано 15.VI.1970. Бюллетень ¹ 20

Кл. 21а, 36, 22

Комитет оо делам изобретений и открытий

МПК Н 03k 3/45

II 03k 3/64

УДК 621.374.22 (088,8) ори Совете Министров

СССР

Дата опубгип ованпя описания 16.IX.1970

® L Р1тукта м х

Лвторы изобретения

Д. Г. Нисневич и А. Г. Нисневич

Заявитель

ТРИГГЕР

Предложение относится к автоматике и вычислительной технике

В устройствах автоматического управления и в вычислительной технике находят применение триггеры и счетчики, обладающие повышенной помехозащищенность1о и сохраняющие информацию при перерывах питания различной продолжительности.

Известны триггеры, содержащие полупроводниковые элементы и четырехотверстный трансфлюксор с обмотками записи «О» и «1», опроса и выходной.

Предложенный триггер отличается тем,:-по начала обмоток записи «О» и «1» через развязывавшие диоды подключены к средним то.кам емкостных накопителей, выполненных на конденсаторах и резисторах, каждая из которых через диоды подключена к коллекторам соответствующих транзисторов, образующих триггер, и к коллектору входного транзистора, а концы этих обмоток объединены и подкл.:очены к одному из силовых входов ключево1о элемента, например тирпстора, второй силовой вход которого заменен, а угравляющltA вход подключен к пороговому устройству, связанному со средними точками емкостных накопителей через ячейку «ИЛИ».

Ввод информации осуществляется по мал»витковым (возможен один виток) входным оомоткам мощным импульсом тока, вырабагываемым одним пороговым формирователем, общим для обеих обмоток (запись — «0» и «1»).

Управление формирователем и распределение импульсов по соответствующим входным обмоткам осуществляется сигналами малой мощности, которые могут вырабатываться микроэлементами. Такая схема может быть выпо:Iнена в виде интегрального микроблока, допускает использование трансфлюксоров со сравнительно высокими значениями Н, (помехоустойчивость таких элементов выше) и обеспечивает высокую надежность в тяжелых условиях эксплуатации. Частотные возможности предложенной схемы такие же, как 3 схем с транзисторными ключами.

Принципиальная схема предложенного триггера представлена на фиг. !. В качесгве элемента памяти используется четырехотверстный трансфлюксор. Однако все характеристики, 20 принцип действия и существо предложения сохраняются при использовании в триггере пары двух- илп трехотверстных трансфлюксоров пли люоых других элементов подобного типа.

Схема содержит четырехотверстный трачс25 флюксор 1 с обмотками записи «1» и «О», соответственно 2 и 8, опроса 4 и выходной».

Концы выходной обмотки 5 объединены и по t,ключены к эмиттерам транзисторов, а начала через диоды 6 и Т соединены с базами транЗо зпсторов 8 и 9 соответственно. Начала вход273280

l0 (5) з=Rз С-, 20

Un> Um<всмакс, (б) l . и .,) — 1,5 з 1„ и (7 1

Ua исх ((1-1вкв мии

U6.исх (вкл.мин. (2) (3) 40 ных обмоток 2 и 3 подключены к катодам (илп анодам) диодов 10 и 11 соответственно, анод (или катод) диода 10 объединен в общую точку с сопрогивлением 12, анодами (или катодами) диодов 18, 14 и конденсатором 15, а анод (или катод) диода 11 — с сопротивлением .!6, анодом (или катодами) диодов 17 и 18 и конденсатором 19. Концы сопротивлений 12, 16 подключены к источнику питания, а концы конденсаторов 15 и 19 — к корпусной шине. Катоды (или аноды) диодов 14, 18 соединены с коллектором транзистора 20, а диодов 18, 17— с коллекторами транзисторов 8 и 9 соотвегственно. Концы входных обмогок 2, 8 подключены к аноду (или катоду) динистора 21, катод (или анод) которого заземлен.

При нормальной работе рассматриваемого варианта предлагаемого триггера необходимо выполнение условия где U„— напряжение источника питания триггера;

U„„,,„„,, — максимальное напряжение включения выбранного типа динистора 21

Схема работает следующим образом, В исходном состоянии (включено питание, входной сигнал отсутствует, а опрос трансфлюксора цо обмотке 4 производится непрерывно) триггер устанавливается в положение, соответствующее записанной в трансфлюксор 1 информации «1», а транзистор 20 открыт. Напряжение в общих точках а и б емкостных накопителей

12 — 15 и 16 — 19 установлено в соответствии с условиями где U „„. и U„- „„. — максимальное напряжение, до которого могут зарядиться конденсаторы 15 (гочка а) и 19 (точка б) емкостных накопителей при отсутствии входного сигнала на базе транзистора 20;

U ...,„„„, — минимальное напряжение включения выбра ного типа динистора 21.

В этом положении динистор 21 все время закрыт, во входные обмотки 2 и 8 ничего не поступает, в трансфлюксоре сохраняется информация, введенная в него ранее, в соотвезствии с которой и устанавливается триггер.

При поступлении входного импульса транзистор 20 закрывается командой с выхода 22 транзистора 20, либо прекращается «опрос» трансфлюксора, либо разрывается цепь *выходной обмотки 5, диоды 14 и 18 отключаются от корпуса. В этом положении, в зависимости от состояния триггера, в схеме могут установиться два режима.

Первый режим. Триггер находится в coci tянин «1», т. е. транзистор 8 открыт, а транзисгор 9 закрыт. Во время действия входного импульса напряжение в точке а (U,, ) установится в соответствии с выражением (2), гак как параллельно конденсатору 15 включе га цепочка из последовательно Включенных <огкрыты. . транзистора 8 и диода 18. Падение напряжения на этой цепочке и определит напряжение в точке а — U, до которого может

Ъ зарядиться конденсатор 15.

В то же время напряжение Ur в точке б

1 будет нарастать по закону

l„

15 (4) U;„==U. (1 — е где /и — длительность входного импульса, сз — постоянная времени цепи заряда„

Яз — сопротивление 16, С вЂ” ем кость конденсатора 19.

Для выполнения условия (1) требуется, что25 ОЫ с„> 1,5 з, при котором U„- достигает значения, достаточно близкого к U„

Исходя из условий (4) и (6), и определяется требуемая длительность входного импульса

В момент достижения напряжения U величины напряжения включения реального дипистора U,„,, последний отрывается. Происходит разряд конденсатора 19 по цепи: конденсатор 19 (точка б) — диод 11, входная обмо1ка 3 — открытый динистор 21 — конденс». тор 19. Разряд конденсатора 19 и создает импульс, который, проходя по обмотке 8, устанавливает трансфлюксор в положение «О.».

При этом амплитуда импульса тока 1и определяется из условия: вин

10 =

1 р аз где Рр„ — сопротивление цепи разряда

Rr, ° = R„,„-„+ 4 + R„() Я„ „— прямое сопротивление открытсп о диода 11, — сопротивление открытого динистора 21, — динамическое сопротивление входной обмотки 3.

Длительность импульса практически равна постоянной времени цепи разряда: (1 О)

В практических схемах необходимо учитывать, что получаемый при этом импульс не

G5 имеет плоской вершины. Длительность перед273280

U„,= U„(1 — е . ) 60

iie!o фронта определяется практически временем включения диодного тирнсгора, а задний фронт предстазляет собой экспоненту с постоянной времеHH т„. Выбором соответствующих параметров с.;емы можно обеспечи1ь требуему1о длительность импульса на зада:.иом уровне. Задача облегчается тем, что амплитуда импульса тока записи в рассматриваемой схеме не ограничена сверху.

После окончания входного импульса транзистор 20 открывается, первым циклом «опроса» триггер устачавливается в положение «О, соответствующее записанной информации, эго состояние подтверждается прн каждом цик,1е опроса, средние точки емкостных накопителей а и б через диоды 14 и 18 и открытый транзистор 20 подключаются к корпусной шине до поступления следующего входного 1!мпульса, а дин;!Стор 21 закрывается.

Второй режим. Триггер находится в поло>кении «О», транзистор 8 закрыт, а трачзис гор 9 открыт. Во время действия входного юпульса напряжение в точке о (!1; ) установится в соответствии с выражением (3), та;. как параллельно конденса гору 19 подкгиочеиа цепочка нз последовательно включенных oãкрытого транзистора 9 и диода 17. Напряжение в точке а (U, ) будет нарастать по закону

В момент достижения напряжением U,„BBличины (1„1,.„открывается динистор 21 и io пепи конденсатор 15 (точка а) — диод 10 —— входная обмотка 2 — открыть!й диннстор 21-конденсатор 15 — трансфлюксор 1 разрядным током переключается в положение «1». После включения входного импульса транзистор 20 открывается, первым циклом «опроса» трнггеп устанавливается в положение «1», средине точки накопителей (а и б) через диоды 14, 18 и открытый транзистор 20 подключаются к корпусной шине, диннстор 21 закрывается. До поступления следующего входного импульса состояние триггера сохраняется н подтверждается при каждом цикле «опроса» трансфлюксора сигналом по выходной обмотке 5. Эгим и определяется высокая помехозащищенность схем ы.

В описанной схеме питание емкостных Hакопителей и собственно триггера производи:— ся от одного источника. В реальных условиях не всегда представляется возможным это выполнить, так как большинство выпускаемы; промышленностью микросхем рассчитано на питание от источников сравнительно низкого напряжения (до 10 в) и не всегда представляется возможным подобрать тип дннистора в соответствии с выражением (1). Эго накладывает ограничение на возможную область применения приведенной на фнг. 1 схемы. Для таких случаев предложен триггер, принцич:1альная схема которого представлена на фиг, 2., )

35 !

О

Отличием схемы фиг. 2 от описанной выше является то, что в ией в качестве общего формирующего элемента вместо динистора используется тиристор 28, управление которы:.! осуществляется уровнем напряжения H3 срс,,иих точках а и б емеостных иакоиигелеи рез стабилитро!!ы 24 и 25 по вход 26. В за.и1симости от состояния 1pttt top!I при поступл.нии входного импульса напряжение в токах

ИЛИ О, К КОТОРЫМ ПОДЕЛ10ЧЕИЫ Е3ТОДЫ (ИЛИ аноды) стабилитронов 24 и 25, Hàчииает расти в соответствии с (4) 1!ли (11). Когда это напряжение превысит величину напряжения ооратимого лавинного пробоя стао!!лигрона Ч или 25, последний становится проводником, прог, скает TDK В уllp3Bл1110щии электрод тиристора. Последни!i Открывается, создавс1я цепь для разряда конденсаторов 15 или 19 через обмотки записи 2 или 8, осуществляя установку триггера в соответстшш с положе1зием, описанным выше.

В принципе способ записи информац1!и в трансфлюксор, использованный в предлагаемых и описываемы: схемах, может быт р ализоваи при л1обом тине элемента. обеспечивающего формирование импульса с заданньtми параметрами. Сыма, соответствующая такому общему случаю, представлена на фиг. 3.

Усложнение схемы и при таком общем варианте незначителbHо. так кае выносным являе:ся только один формирующий элемент 27, а пороговое устройство 28 и лоп1чесеая ячейка «ИЛИ» 29 могут оыть осущесзвлены в микРОИСПО IÍÅÍÈÈ.

Для раооты с управлением Iio раздельны i в. одам может быть использована с. ема, представленная на фиг. 4. В исходном состояни:i (Bxo3,ной сигнал отсутствует) транзисторы 20

it 80 открыгы, и конденсаторы 18 и 15 ирактичесы1 разря>кены, тае нае точки 11 и О чер 3 транзисторы 20 и 80, соответственно, 11одключаются к корпусу. Это состояние схемы соответствует выражен 1ям (2) и (3).

При поступлении входного сигнала на базу транзистора 20 (вход 1), последний закрывается, оте>ночая точку а от корпуса и запрещал

«опрос» или разрывая цепь выходной обмотки 5. 1-1ачинается заряд конденсатора 18 в соответств1ш с выра>кеиием (-1). При достижении этим напряжением уровня включеlill;1 и;>рогового элемента в данном конкретном примере динистора 18, последний включается, происходит разряд конденсатора 18 по це«ш конденсатор 18 (точка a) --диод 10 — обмот;а записи «1 — 2» — диодны11 тиристор 18 †конденсатор 18. После прекращения дейсгвия входного импульса схема ttpttxogttò в исходное состояние, включается «опрос» трансфлюксора 1 (или замыкается цепь выходной обмотки 5) и триггер устанавливается в положение, соответствующее введенной информации.

Запись «О» осуществляется путем пода ш импульса на базу траизистора 80. Процесс ç3пнси аналогичен описанному выше и не требует специальных пояснений.

273280

Предмет изобретения

Триггер, сохраняющий информацию при перерывах питания, содержащий полупроводниковые элементы и четырехотверстньш трапсфлюксор с обмотками записи «0» и «1», опроса и выходной, отла !сцощий1ся тем, что, с целью упрощения схемы, повыгцеьп1я пад;. „ности при использовании маловитковых обмоток и при управлении записью сигналами малой мощности, начала обмоток записи «0» и

«1» через развязывакнцие диод!.! подклю:!сны и средним то»!кам емкостных накопителей, в.>1полнеиных на конденсаторах и резисторах, 1»а>кда!! из которых через диоды подключена к коллекторам соответствующих транзисторов, образующи. триггер, и к коллектору входно о транзистора, а концы этих обмоток объединены и подключены к K„.IIo÷åâoìó элементу, llll-!!p11мер 1 1!pистоpу, » Г!рав 15!1ощпй Вход которого подключен к пороговому устройству, свя10 занному со средними гсчками емкостных накои1ггслсй чсрсз ячейку «ИЛИ».

8xod о

Составитель Ю. Розендаль

Редактор В. 3. Хейфиц Текред 3, Н. Тараненко Корректор О. Б. Тюрина

"-аказ 3798 Тираж 480 Подписное

ЦН1!ИПИ Комитета по делаги изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4 5

Загорская типография