Логическое устройство Советский патент 1983 года по МПК H03K19/16 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных системах дискретной автоматики.

Известен логический элемент, содержащий магнитный сердечник с обмотками записи и считывания и диоды ij..

Недостатком данного элемента является возможность перерождения логической единицы в логический нуль (либо наоборот),

Известен также логический элемен содержащий сердечник с прямоугольной петлей гистерезиса, резисторы и диоды ,

Недостатком этого элемента является возможность перерождения сигналов логической единицы в логический нуль и наоборот при некоторых повреждениях элементов устройства, т.е. появление логических выходных сигналов.

Целью изобретения является исключение возможности возникновения ложных выходных логических сигналов

Поставленная-цель достигается тем, что в логическое устройство, содержащее сердечник с прямоугольно петлей гистерезиса, вентили, генератор однополярных импульсов, введены триггеры и трансформаторы и дополнительные сердечники с прямоуголной петлей гистерезиса, первые выводы управления первого и второго сердечников с прямоугольной петлей гистерезиса соединены через первый и второй вентили с первым и вторым входами логического устройства, их вторые выводы - с общей шиной, ззторой вывод обмотки управления третьего сердечника с прямоугольной петлей гистерезиса через третий и четзертьай вентили соединен соответствено с первым и вторым входами логического устройства, а ее первый вывод - с общей шиной, обмотки считывания первого и третьего сердечником с прямоугольной петлей гистерезиса соединены между собой посшедойательно-согласно и подключены к генератору однополярных импульсов. Обмотка считывания второго сеодечник о прямоугольной петлей гистерезиса соединена последовательно-встречно с выходной обмоткой первого сердечника с прямоугольной петлей гистерезиса, выходные обмотки второго и третьего сердечников с прямоугольной петлей гистерезиса подключенв к входам первого и второго триперов, выходы которых через трансформаторы подклйзчены к входам первого и второго выпрямителей сигналов, выходы которых подключены к выходу логическго устройства, причем пятый и шестой вентили первого и второго выпрякителей подключены к выходу логического устройства встречноо

На фиг 1представлена схема логического устройства, выполняющего функции И; на фиг, 2 - то же, выполняющего функцию И-HEf на фиг, 3 то же, выполняющего функцию ИЛИ на фиг. 4 то же, выполняющего функции ИЛИ-НЕ I на фиг, 5 и 6 - временные диаграммы изменения индукции в сердечниках при их перемагничиванииI на фиг. 7 - форма выходного тока сердечников в случае их перемагничивания.

Устройство (фиг. 1) содержит сердечники 1-3 с прямоугольной петлей гистерезиса, на сердечниках соответственно имеются обмотки управления 4-6р выходные обмотки 7-9 и -обмотки считывания 10-12. Обмотка управления 4 сердечника 1 подключена своим началом к входу 13 устройства через вентиль 14, обмотка управления 5 сердечника 2 подключена к входу 15 своим началом через вентиль 16, обмотка управления 6 сердечника 3 своим концом подключена к входгьм 13 и 15 устройства соответственно через вентили 17 и 18. При этом вентили 14 и 16 подключаются к входам схемы анодами, а вентили 17 и 18 - соответственно катодами. Обмотки считывания 10 и 12 соединены между собой последовательно-согласно и подключены к генератору 19 однополярных импульсов.

Обмотка считывания 11 сердечника

2соединена последозательно-встречно с выходной обмоткой 7 сердечника 1. Выходная обмотка 8 сердечника 2 подключена к входу первого триггера 20, а выходная обмотка 9 сердечника

3- к входу второго триггера 21, Выходы триггеров 20 и 21 через тран форматоры 22 и 23 подключены к входам выпрямителей сигналов, первый

из которых собран на пятом вентиле 24, резисторе 25 и конденсаторе 26, а второй - на шестом вентиле 27, резисторе 28 и также на конденсаторе 26, Верхняя обкладка конденсатора 26 подю1ючена к выходу 29 логическо:сх устройства. Трансформаторы 22 и 23 введены в схему для надежного разделения выходов триггеров и выпрямителей по постоянному току.

Конденсате 36 имеет чатнре вывода. Он осуществляет шунтирование выхода элемента И по высокой частоте. При обрыве его шаводов или коротком загвлкании обкладок какие-либо сигналы на выходе отсутствуют.

Таблица истинности элемента И«

г

:i

V.

(

29

+V

fV I-V

-V

Продолжение таблицы

+V

-V -V -V

где V,

-напряжение сигнала на

11 входе 13

-напряжение сигнала на входе 15}

- напряжение на выходе 29. V29

Устройство работает следующим образом.

При наличии на входах 13 и 15 сигналов положительной полярности сердечники 1 и 2 намагничиваются и их состояние отображается точкой 1 на петле гистерезиса (фиг. 5). При наличии в обмотке считывания 10 импульсов положительной полярности с крутыми передними и пологими задними.фронтами в выходной обмотке 7 сердечника 1 и в обмотке считывания 11 сердечника 2 появляются импульсы, как результат периодического перемагничивания сердечника 1. Форума тока в обмотке 11 сердечника 2 изображена на фиг.7.. .

При их достаточно большой сквгикности амплитуда положительных выбросов относительно велика, а у отрицательных выбросов - Meuia. Вследствие этого сердечник 2 периодически перемагничивается. На его выходной обмотке наводятся импульсы, которые запускают триггер 20. Сигналы триггера далее через трансформатор 22 поступают на вход выпрямителя, где они выпрямляются вентилем 24 и через развязывающий резистор 25 подаются на выход 29 устройства.

Положительные сигналы со входов 13 и 15 устройства не проходят в обмотку б сердечника 3, что отображается точкой О (фиг. 6). поэтому сигналы обмотки 9, наводящиеся в ней под действием импульсов считывания обмотки 12, имеют относительно низкий уровень, значительно мейьший порога срабатывания триггера 18

Таким обрАзом, при наличии положительных сигналов на входах 13 и 15 устройства на выходе его имеют место сигналы положительной полярности.

При появлении хотя бы на одном из входов 13 или 15 сигналов отрицательной полярности в состояние 1 (фиг. 2) переводится сердечник 3 и на обмотке 9 появляются под дей10ствием сигналов считывания сигналы с уровнем, превьндающим порог срабатывания триггера 20. В результате этого на выходе устройства создается сигнал отрицательной полярности.

Работа логического устройства,

5 агполняквдего функцию И-НЕ (фиг. 2}, аналогична работе логического устройства И и отличается полярностью выходного напряжения при действии триггеров 20 и 21.

0

Работа логического устройства, выполняющего функцию ИЛИ (фиг. 3) , отличается от работы устройства, выполняющего функцию И-НЕ тем, что

5 сердечники 1 и 2 намагничиваются при наличии импульсов положительной полярности на входах 13 и 15, а сердечник 3 - при наличии импульсов отрицательной полярности на входах

0 13 и 15.

Работа логического устройства, выполняющего функции ИЛИ-НЕ (фиг. 4), ангшогична описанной и отличается полярностью выходного напряжения при

5 одинаковых входных воздействиях.

Экспериментальные исследования показывают, что при любых повреждениях схем, за исключением объедине0ния между собой начал и концов обмоток считывания и выходных, сигналы логической 1 не перерождаются в сигналы логического О и наоборот. Повреждения схемы приводят лишь к

5 пропадению сигналов на ее выходе, что расценивается как аварийная ситуация. Взаимные замыкания между обмотками сердечников 1-3 предотвращаются разнесением их в простран0стве.

ЛОГИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее сердечник с прямоугольной петлей гистерезиса, вентили, генератор однополяриых импульсов, отличающееся тем, что, с целью исключеиия возможности возникновения ложных выходных логических СИГ налов, в него введены триггеры и трансформаторы и дополнительные сердечники с прямоугольной петлей гистерезиса, первые выводы обмоток упргшления первого и второго сердечников с прямоугольной петлей гистерезиса соединены через первый и втсфой -вентили с первым и вторым входами логического устройства, их вторые выводы - с общей шиной, второй вывод обмотки управления третьего сердечника с прямоугольной петлей гистерезиса через третий и четвертый вентили соединен соответственно с первым и вторым входами логического устройства, а ее первый вывод - с общей шиной, обмотки считывания первого и третьего сердечников с прямоугольной петлей гистерезиса соединены между собой последовательно-согласно и подключены к генератс у однополярных импульсов, обмотка считывания второго сердечника с прямоугольной петлей гистереi зиса соединена последовательно- встречно с выходной обмоткой первого сердечника с прямоугольной петлей гистерезиса, выходные обмотки и третьего сердечников с прямоугольной петлей гистерезиса подключены к входам первого и второго триггеров, нлходы которых через трансформатсчры подключены к входам первого и второго выпрямителей, выходы которых подключены к выходу логиto ческого устройства, причем пятый и шестой вентили первого и второго GO Л Л выпрямителей подключены к выходу логического устройства встречно.

IS 41

HI(H Ib

-н

:-« iJ

I