Элемент цифровой магнитной логики

 

Оп ИСАЙ ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.12.72 (2!) 1857827/26-9 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.12.7Я3юллетень Ph 47 (45) Дата опубликования описания 29.03.76

М. Кл.

Н 03}т 19/16

Гаауааратаааны}} каматет

Сааата Манаатраа СССР аа лалаи азебрвтв}е» а атхритаа

ДК 621.382 (088.8) (72) Автор изобретения

А. А. Косарев (71) Заявитель (S4) ЭЛЕМЕНТ ЦИФРОВОЙ МАГНИТНОЙ ЛОГИКИ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к базовым элементам цифровой магнитной логики.

Известен элемент цифровой магнитной логики, содержащий входной, выходной .и два промежуточных магнитных сердечника, охваченные тактовыми обмотками и связан,ные короткоэамкнутой цепью. Однако известное устройство имеет невысокое быстродействие и устойчивость, так как работает с }0, использованием йороговых характеристик сердечников.

Цель изобретения повышение быстродействия и устойчивости работы.

Для этого долы.. ительно введены три }й магнитных сердечника и источник трехтактного импульсного питания, причем все сердечники элемента охвачены короткозамкнутыми многоконтурными цепямя связи, а об» мотки входного и одного из промежуточных 20 ,сердечников, подключенные к источнику

:трехтактного импульсно"о питания, соединекы встречно.

На чертеже представлена цринципиаль- ная электрическая схема модудя, выполнен 2S ного на трех элементах цифровой магнитной логики.

Элемент цифровой магнитной логики со-; держит семь магнитных сердечникав 1-7, связанных короткоэамкнутыми многоконтурными цепями связи, показанными замкнутыми линиями .

Выходной сердечник 7 элемента связан с входным сердечником 1 следующего эле мента цепью связи. Через выходной сердец» ник 7 проходит шина тактового канала, блокируюц,аго зались, через сердечникй 1 и 2 шины считывающего тактового импуль са. Через все сердечники-шины сбрасыва юшего тактового импульса. Шины источни ка трехтактного импульсного питания обозначены прямыми. вертикальными, линиями 8

10, соответственно первый, второй и. третий канал импульсного питания, точками обозначены начала обмоток и шин импульс» ного питания. Числа витков обмоток сер-. дечников одинаковы, кроме обмоток 11-13, у которых витков больше в три, два и че тыре раза, соответственно.

496681

В+ У+2 К

-4у +Ч-Е- K=+

8 2 (3) "2 Q ** Q5

Ь +2Ь + Ь -4Ь

У +W+ Z =.К

-4н-г +V-К

Отсюда находим К

Л

В

Принимая, что обмотка сердечника 7 имеет в пять раз больше витков, чем входная обмотка сердечника 1 и К = К находим АК 30к = К, т. е. A = 30, 4 6

Л1+ 443Л

5 3 6

3 ф

Прн.описанная работы элемента нспользо-, Полагая Ь = 1 g = 0 наны длещращие обозначения:

Я ° - поток магнитной индукции в ус- Ь; Ь = — Л ловных единицах в g -ом сердеч-(2 нике; б 3 Оценим ток (ампервиткн) дей-.

P> ="Q - состояние сердечника перемагни-I 7 8 и ствующи» на, сердечник 2 AMiie ву прокодящим по обмотке от-неча " определяются сле)ц ющей системой уравнений ла а концу. в, " (» . IV

g - f - состояние 4 сердечника переФ 1+Х-8"К-К магниченного импульсом тока „К .противоположного направления., -3Х + 3> - 2 (2)

= изменение потока ийдукции сердечника. ---, !)б Х-У- К- 2

I . р Q - состояние элемента, если его

S сердечники находятся в состо{е» нии 0". I

Р 1 - состояние элемента, если сер- дечннки (1-6) имеют состоя-

20, ние 1", сердечник - (7) - со Счип ывающий ток и тактовые (считывающие) стояние "0 . - ампервитки приняты эа единицу. Из этих

Р м - состояние элемента если cep I уравнений находим токи в цепях связи сер

;1

2 дечники (1-7) имеют состоя-, денников 7 26 .ния*, О, 1/2, 5/8, 1, 518 Х (1+К). (35 6), у А + L7 К, 8 3 6

3/8 соответственна

2 7 х, у,З -токи (6,5,7):Z - (К -, }; (2,5,3):Я "

3 в цепях связи; принято, что ампервиткй йм ют положительное значение, если ток протекает от конца к началу обмотки, в "îíòó (2. + ., К) å (4е6); У (- 1 ) ,рах за положительное направление принима,ется направление по часовой стрелке., На сердечник 2 действуют ампервитки

К алгебраическая сумма ампервиткв, Х ++»1 + K + 2 +. К 1 + 6К. .Принимая для тока Я положительное направ

К, М, К - параметры цепи связи ление - направление против часовой стревых вх иежду, элементами.;ки, и полагая Я A„„„о м

Иепт связи обозначают, номерами, I ц yI свяфыв емых сердечников. Штрихи,, 4а

К

ЗА + 22 обозначают, что величины относятся к первому, второму и третьему элементам, . Для оценки величины А найдем К при запи . составляющим модуль. си на вторую секцию. Принимая ток в цепи

Предположим, все сердечники элемента сердечников (7 . 1 ) эа единицу

) находятся в состоянии "0 . Первый такто-, 45

1+ ХК ,вый импульс тока перемагничивает сердеч. ник 1. Потоки индукции сердечников X.+ Й(К в цепях Hà сердечниках 2, 5, 3;

"1, Э, 6, 4; 4, 6, 1, 2» 4у

3, 5, 6 связаны следующими соотношениями;Ф Х-V""К (4) ны

Х вЂ” 1 щ 1

3 е

W= 2

V =© 1 (6) Ф 2

Ч=1 Параметры цепи связи Й, К, Ц вы- 4Ь вых вх бираются такими, что при Й

7, it и в, —.а -Ь =Ь - а - Ь" -Ь"-1

1 2 3 4 5 6 Таким образом, если первый элемент был в Ю

1 состоянии P О, то после прихода первого тактового импульса второй элемент пе реходит в состояние P = I.

В таблице показаны состояния сердечников после прохождения кода 0110.

Так как второй элемент выполняет инверсию и выполнение коньюкции на элемен- те очевидно, то он логически представляется элементом НЕ-ИЛИ, и следовательно, является базовым элементом устройств маг, нитной цифровой логики, г 3 / 1 (Следовательно К =- (К = — означа16 16 ет, что если перемагничивания сердечника

,необходимо 0,5 ав, то амплитуда считываю-

» ,mего импульса тока должна равняться 8a) 5

Токи в цепях связи приблизительно равs (Ддя тока Я положительное направление выбрано против часовой стрелки) .

После перехода сердечника 5 в состоя:ние 8 1 перемагничивание сердечников ,,прекращается.

При 8 -1 — + Ь -0

5 5

Из уравнения (1) следует, что ttit 0;

3 .Ь -.0; =0 Ь =О.

1 4 6

Из системы уравнений

l+ ХО

-ЗХ+ЗУ гн «0

X-V =0

W+g +Z =0

-4 +Ч-Z-0

Находим размагничивающие токи

Х -1

У

Я

3, Рассмотрйм теперь случай, когда первь4 элемент находится в состоянии Р = I.

Первый тактовый импульс пере маг ничивает сердечник 2, потоки индук ции связаны соотношениями

Ь = =26

2 5 3

as )

2 Л 3 Ь + + 25 ™4

4 1 3 6

4 6

Д +Ь + 3

1 2 3

ЗЬ +Ь, 46

I Полагая Д У и Ь 1 находим

1 2 I

„Л, Q 2i». Д L °

3 7 4 7 5 7 д Фд

6 7, :Следовательно сердечники перемагничивать ся не могут, так как отрицательные значения потоков индукции,по определению не возможны»

Размагничивающие токи могут быть най дены из уравнений

1-Х-9f 0

Зх -зу +2м =о

-Х+М 0 (8) уу- У вЂ” Z 0

4у +Я » «V 0

Х -5;У -1; Z -1; W 6;Ч-5, т. е. если первый элемент находился в соI стоянии Р lj. го после первого тактового импульса нрстояние второго элемента

If будет Р 0 Аналогичные соотношения имеют место для второго и третьего алемента модуля при втором и третьем такто вых импульсах соответственно.

Если элемент нагружен на tl элементов,, s

М то соотношение (5) имеет вид АК - УЗОК

-K и А и 30.

49668 с °

Такть|

31 1-ый модуль 1 элемент 2 элемент 3 элемент

1 элемент

О

1/2

1/2

П

О

1/2

0

1/2

Ш1

1/2

1/2

О

О.

0 Таким образом, Ьтсутствяе в элемейтах Ф этого тяпа схемных ограничений, вызыва-, емых использованием пороговых характе, рястик, при практически неограниченном . ,сроке службы и неограниченных возмож . постах производства обеспечит широкое ® иряменеиие магнятнь3х элементов в автома- тике я вычислятельной технике, 33 3астнр тя к числу фьрспектявных на-! 35 лравленяй их применения относится элекъ . ронные схемы внешнях устройств ЭВМ цмфзовыЕ дифференциальные анализаторы, электронные устройства связи и большяе

sa3 оматыэ 49.Предмет изобретения

Элемент цифровой магйитяой логики, содержащий входной, выходной и два промеж %:. точных магнитных сердечника, охваченные

/ тактовыми обмотками я связанные коротко замкнутой цепью. о т л я ч а ю щ 33 и с Ф тем, что, с целью новьппеняа быстродейст» виа и устойчивости работы, дополнительно введены тря магнитных сердечника я источник трехтактного импульсного пятаняя, причем все сердечники элемента охвачены короткозамкнутыми многоконтурньрля цепи ми связи, а обмо333я входного н одного нз ирвмежуточных сердечников, подключенные к источнику трехтактного ямпульсного пя. танва, соединены встречно.