Однотактный регистр сдвига

 

Союз Советскиа

Соцнвпнстнческнк

Республик

ОП ИСАЙ И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

G i! С 19/28

Веударстевинмй кемитет

СССР

II0 делам изобретеиий и откаытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.04. 81. Бюллетень Рй 16

Дата опубликования описания 30.04. 81 (53) УДК 681. 327.. 66 (088. 8) Н. M. Климушин (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) ОДНОТАКТНЫЙ РЕГИСТР СДВИГА

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в . импульсных устройствах, работающих в зоне действия импульсных помех и ионизирующего излучения, а также в услОвиях значительной нестабильности напряжения источников питания.

Указанный однотактный сдвигающий регистр может быть применен в узлах аппаратуры, работающих с частотой

10 переключения не более 5 Гц.

Сдвигающие регистры широко могут йспользоваться в аппаратуре дискретной связи. Посредством сдвигающих регистров осуществляются такие важные операции как накопление и распределение импульсов, смещение информации во времени (задержка) и пр;

Известен сдвиговый регистр, который содержит в каждом разряде триггер с двумя входами Установка" и "Сброс" и два логических элемента И, управляемые цепямя коллекторов и сдвигаю2 щими импульсами. При поступлении сдвигающего импульса, который подается на все разряды регистра, на следующий разряд поступает входной сигнал в зависимости от того, какой логический элемент открыт. Схемы построены так, чтобы направлять сдвигающий импульс на соответствующий вход следующего разряда; при этом состояние каждого триггера передается на следующий разряд (1 1.

Недостатками этого сдвигающего регистра являются наличие двух логических элементов И в каждом разряде, что приводит.к двухвходовому управлению каждого разряда, а также его низкая помехоустойчивость, определяемая высоким быстродействием транзис> торов.

Наиболее близким из известных по технической сущности является одно тактный сдвигающий регистр, каждый разряд которого содержит триггер и узел. переписи информации с диффе6424

Поставленная цель достигается тем, что в однотактный регистр сдвига содержащий триггеры, каждый из которых выполнен на двух р-n-ртранзисторах, диоде, шести резисторах, блок перезаписи информацйй, состоящий из конденсатора, шину нулевого потенциала, шину управления, шину питания и шины установки "О" и "1", в каждый триггер введены п-р-п-транзистор, пороговый элемент, выполненный на халькогенидном стеклообразном полупроводнике, и три ре, зистора, а в каждый блок перезаписи информации введены р — n-р- и и-р-и" транзисторы, диод, дополнительный конденсатор и три резистора, через первый из которых коллектор и-р-и транзистора каждого .блока перезаписи информации соединен с шиной питания, коллектор р-и-р-транзистора каждого блока перезаписи информации подключен к шине нулевого потенциала, к одной из обкладок дополнительного конденсатора и к эмиттеру и-р-и-транзистора данного блока перезаписи информации и к одному из полюсов порогового элемента предыдущего и последующего триггеров, эмиттер р-и-р55

82 ренцирующей цепочкой и элементом задержки в виде линии задержки из индуктйвности и емкости 2 ).

Разряд этого сдвигающего регистра выполнен проще, однако он также обладает рядом существенных недостатков. Этот регистр обладает низкой помехоустойчивостью из-за наличия транзисторов, что приводит к возникновению ложной информации на выходе сдвигающего регистра, при воздействии импульсных помех и ионизирукнцего излучения. Кроме того, приведенный сдвигающий регистр работает при изменении питающих напряжений в пределах максимум <10 — 20X а также в указанных разрядах регистра задержка сигнала обеспечивается линией задержки, обладающей достаточно большими габаритами, значительно увеличивающей общий габарит ре ги стра.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости сдвигающего регистра и повышение его надежности за счет стойкости к воздействию ионизирующих излучений и обеспечения устойчивости работы при изменении напряжения питания, 10

3S

50 транзистора каждого блока перезаписи информации соединен с эмиттером и-р-и-транзистора данного блока перезаписи информации, база которого подключена к другой обкладке дополнительного конденсатора И через второй резистор к шине нулевого потенциала, база р-и-р-транзистора каждого блока перезаписи информации соединена через третий резистор с входом . одноконтактного регистра сдвига, коллектор и-р-и- транзистора каждого блока перезаписи информации подключен через первый конденсатор к шине установки "1" последующего триггера, база И-р-И-транзистора каждого блока перезаписи информации через диод данного блока подключена к коллектору

11-р-И-транзистора предыдущего триггера, база И-р-И-транзистора каждого триггера соединена с анодом диода данного триггера, катод которого соединен с другим полюсом порогового элемента и через первый и вто— рой резисторы с коллекторами р-й-ртранзисторов данного триггера, база первого из которых соединена со входом регистра сдвига через третий резистор, а через четвертый резистор — с тиной питания, база второго р-И-р-транзистора каждого триггера, кроме первого, соединена с шиной установки "1" через пятый резистор — с шиной питания, эмиттеры р-II-p-транзисторов каждого триггера соединены с шиной питания и через седьмой резистор с анодом диода данного триггера, коллектор

И-р-И-транзистора каждого триггера соединен с шиной питания через восьмой резистор, база первого р-И-ртранзистора каждого триггера соединена с шиной установки О через девятый резистор, база второго р-И-р-транзистора первого триггера соединена через пятый резистор с шиной управления, а через шестой резистор с шиной питания.

На фиг.1 изображена электрическая схема предложенного регистра сдвига; на фиг. 2 — временная диаграмма его работы.

Регистр сдвига, представленный на фиг.1, содержит триггеры 1.1-1.2 (на чертеже показаны только два триггера и один блок перезаписи информации), блок 2 перезаписи информации, транзисторы 3- 5, пороВ качестве информационных импульсов, которые необходимо задерживать или распределять, используются отрицательные импульсы длительностью порядка 10 мс и амплитудой 5В.

Частота повторения указанных импульсов не должна превышать частоты 5 Гц.

Перед началом работы регистра сдвига все его разряды необходимо установить в положения, соответствующие

0 (открытие состояния стеклообразного полупроводника), для чего на шину установки "0" 28 каждого разряда необходимо подать отрицательные импульсы амплитудой 5В и длительно тью порядка 20 мс.

После этого на шину 27 первого триггера 1.1 регистра подается отрицательный импульс амплитудой 5В и длительностью порядка 10 мкс, который переводит стеклообразный полупро- 4> водник 6 в закрытое (непроводящее) состояние. Транзистор 5 открывается транзистор 18 закрывается, а транзистор 19 закрыт, так как отсутствует сдвигающий импульс на шине 26. Кон- 45 денсатор 24 разряжен. Стеклообразные полупроводники 6 в следующих триггерах 1.2-1,И продолжают находиться в открытом (проводящем) состоянии.

Приходящий на шину 26 отрицательый импульс длительностью порядка

20 мс сдвигающий импульс переводит стеклообразный полупроводник 6 в открытое (проводящее) состояние.

Транзистор 5 закрывается. На время действия сдвигающего импульса открывается транзистор 19. На время дейст- вия сдвигающего импульса открывается транзистор 19. Через время за35

5 82642 говой элемент 6, диод 7 и резисторы

8 — 16, входящие в состав каждого триггера, например, триггера

1.2, диод 17, транзисторы 18„ 19, резисторы 20-22 и конденсаторы 23, 24, входящие в состав блока перезаписи информации, например, в блок

2, шина 25 нулевого потенциала, вход-. ная шина 26 регистра сдвига, шина .

27 управления и шины 28 и 29 установ- с

Однотактный регистр сдвига работает следующим образом.

В качестве сдвигающих импульсов используются отрицательные импульсы длительностью порядка 20 мс и амплитудой 5В.

4 ь держки, равное времени заряда конденсатора 23 до напряжения отпирания транзистора 18; он открывается.

За время 10 мс заряжается конденсатор 24, а коллекторный ток транзистора 4 следующего триггера 1.2 за это время переводит стеклообразный полупроводник 6 следующего триггера 1.2 в закрытое состояние.

Таким образом, сигнал "1",записанный вначале в триггере 1.1 с приходом сдвигакнцего импульса оказывается переписанным в следующий триггер 1. 2 (сдвинут вправо на один разряд), а стеклообразный полупроводник 6 в первом триггере 1.1переходит в открытое состояние. Затем снова поступает сигнал на шину 27 и переводит стеклобразный полупроводник 6 в первом триггере 1.1, в закрытое состояние. Транзистор 5 открывается, после разряда конденсатора 23 через транзистор 18 и резистор 20 закрывается транзистор 18.

Разряжается конденсатор 24 через резистор 22 и резисторы 14,15 следующего триггера 1.2. Все следующие триггеры 1.3-1.п находятся в прежних состояниях. Приходящий на шину 26 сдвигающий импульс переписывает

"1" из предыдущего триггера в последукнций и т.д.

По сравнению с известными схемами сдвигающих регистров данная схема имеет значительное преимущество в большей помехоустойчивости, в стойкости к воздействию ионизирующих излучений, а также стойкость к большому перепаду напряжений питания.

Это обусловлено тем, что вместо транзисторных триггеров в разрядах предложенного регистра установлены триггеры с использованием порогового по длительности элемента на основе стеклообразного полупроводника, сохраняющего введенную в него информацию при воздействии импульсных помех до 5-7 мс, ионизирующих излучений и нри значительном изменении напряжения питания.

Предлагаемое включение в триггеры регистра стеклообразного полупроводника и узла перезаписи информации позволяет получить помехозащищенный. регистр сдвига, срабатывающий только при входных сигналах малой длительности. Помеха на входе схемы или в цепях питания может вызвать срабатыва7 82642 йие лишь транзистора,но не приведет к срабатыванию стеклообразных полупро" . водников, что обеспечивает отсутствие ложной информации на выходе регистра сдвига. Поэтому по сравнению с извест" 5 ными схемами сдвигающих регистров предложенная схема имеет более высо-, . кую помехозащищенность, стойкость к воздействию ионизирующих излучений и способность работы при значитель- 0 ных колебаниях питающего напряжения.

4 8 и через второй резистор к шине нулево го потенциала, база р-и-р-транзистора каждого блока перезаписи информации соединена через третий резистор с входом однотактного регистра сдвига, коллектор и-р-и-транзистора каждого блока перезаписи информации

У подключен через первый конденсатор к шине установки "l" последующего триггера, база и-р-и-транзистора каждого блока перезаписи информации через диод данного блока подключена к коллектору и-p-n-транзистора предыдущего триггера„ база и-р-и-транзистора каждого триггера соединена с анодом диода данного триггера, катод которого соединен с другим полюсом порогового элемента и через первый и второй резисторы с коллекторами Р-и-р-транзисторов данного тэиггера, база первог14 из которых соединена со входом регистра сдвига через третий резистор, а через чет.вертый резистор — с шиной питания, база второго р-и-р-транзистора каждого триггера, кроме первого, соединена с шиной установки "1" через пятый резистор, а через шестой резистор — с шиной питания, эмиттеры р-И-р-транзисторов каждого триггера соедийены. с шиной питания, и через седьмой резистор с анодом диода данного триггера, коллекторп-р-и- транзистора каждого триггера соединен с шйной пи-. тания через восьмой резистор, база первого р-и-р-транзистора каждого триггера соединена с шиной установки "О" через девятый резистор, база второго р-П-р-транзистора первого триггера соединена через пятый резистор с шиной управления, а через шестой резистор — с шиной питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Шварц С. Полупроводниковые схемы. M., Изд-во "Иностр,лит.", 1962, с-. 259.

Формула изобретения

1S

Однотактный регистр сдвига, содержащий триггеры, каждый иэ которых выполнен .на двух р-и-р-транзисторах, диоде, шести резисторах, блок перезапаса информацииу,состОящий иэ кон р0 денсатора, шину. нулевого потенциала, шину управления, шину питания и шины установки "0" и "1", о т л и ч а ю— шийся тем,что, с целью повышения помехоустойчивости устройства и повы- 5 шения его надежности за счет обеспечения устойчивой работы при воздейст- вии ионизирующих излучений и изменении напряжения питания, в каждый триггер введены п-р-п-транзистор, по- 30 роговый элемент, выполненный на халькогенидном стеклообразном полупроводнике, и три резистора, а в каждый . блок перезаписи информации введены р-и-р-и п-р-п-транзисторы, диод, дополнительный конденсатор и три резистора, через первый из которых коллектор и-р-и-транзистора каждого блока перезаписи информации соединен с шиной питания, коллектор р-и-р- 40 транзистора каждого блока перезаписи информации подключен к шине нулевого потенциала, к одной из обкладок дополнительного конденсатора и к эмнттеру и-р "и-транзистораи к одному 4g из полюсов порогового элемента предыдущего и последующего триггеров, эмиттер р-п-р-.транзистора каждого блока перезаписи информации соединен с змиттером и-р-и-транзистора дан- gg ного блока перезаписи информации,база которого подключена к другой обкладке дополнительного конденсатора

2, Дроздов Е. А. и др. Основы вычислительной техники. M. Военное изд-во МОСССР, 1961, с.132 (прототип).

826424

Аа.f

2.2

СоставительА. Воронин

Редактор E. Папп Техред Т.Маточка .Корректор Л. Иван

Заказ 2519/72 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4