Динамический триггер А.С.Гребнева Советский патент 1983 года по МПК H03K23/12 

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к импульсным логическим элементам на оптронах, и предназначено для использования в системах автоматического управле ния и контроля, а именно для реали 5 зации логической функции Память.

Известен динамический триггер, содержащий элементы И, ИЛИ, НЕ и линию задержки 1 .

Недостаток триггера - разнород- Ю ность элементной базы. Известен также динамический триггер, содержащий формирователь Тактовых импульсов, фотоприемник (например фототиристор) и источник све- 15 та например, свётодио,и) .

Однако в известном триггере огра- : ничейные функциональные возможности, а именно наличие только оптических выходов. . . 20

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, заключающееся в обеспечении электрических выходных сигналов с увеличенной, на-, грузочнрй способностью по выходам, -с при высоком сопротивлении по входам.

Поставленная цель достигается тем, что в динамически,й триггер, содержаий формирователь тактовых импульсов, фототиристоры и светодиоды в составе

- tfl

диодно-тиристорных оптронов, введены - иоды, резисторы, конденсаторы, анод фототиристора первого оптрона подключен к. первому выходу формирователя тактовых импульсов, катод его через первый конденсатор подключен 35 к второму выходу формирователя тактр- вых импульсов и через последовательное соединение первого резистора и первого диода - к пepвo y выходу устройства, который через второй диод 40 светодиод второго оптрона и.второй резистор подключен к аноду светоиода третьего оптрона, катод которого подключен к третьему выходу формирователя тактовых Импульсов, 45 к которому подключен катод светодиоа четвертого оптрона, анод которого соединен с первым выводом третьего, резистора, фототиристор четвертого оптрона включен встречно-параллельно сп фототиристору первого оптрона катод фототиристора третьего оптрона подключен к первому выходу формироватея та:ктовых импульсов, анод через четвертый резистор и третий диод подключен к второму выходу устройства И через второй конденсатор - к второу выходу формирователя тактовых импульсов, встречно-параллельно фототиристору третьего оптрона включен етвертый диод, анод фототиристора 60 второго оптрона подключен к второму выходу формирователя тактовых импуль-. сов, катод через третий конденсаторк первому выходу формирователя тактовых импульсов и через послед-ова- 5

тельное соединение пятого резистора .и пятого диода - к третьему выходу устройства и к аноду светодиода первого оптрона, катод которого подключен к четвертог/iy выходу формирователя тактовых импульсов, катод фото-тиристора первого оптрона подключен к катоду шестого диода, анод которого подключен к первому входу устройства, анод светодиода второго оптрона подключен к катоду седьмрго диода, анод которого подключён к втррому входу устройст- ва, второй вывод третьего резистора подключен к четвертому входу, а катод фототиристора первого оптрона - к пятому входу устройства.

На фиг.1 представлена принципиальная схема динамического, триггера; на фиг.2 - схема формирователя тактрвых импульсов, (варианты); на ,фиг.3 -.временные диаграммы напряжений и токов в характерных точках схемы.

В динамический триггер (фиг.1), содержащий.формирователь тактовых, импульсов,. фототиристоры и светодиоды в составе диодно-тиристорных оптронов, введены диоды, резисторы, конденсаторы, ан.од фототиристора первого оптрона 1 подключен к первому ВЫХОДУ 2 формирователя 3 тактовых импульсов, катод его через первый конденсатор 4 подключен к второму выходу 5 формирователя 3 тактовых импульсов и через последовательное соединение первого резис- ора б и первого диода 7 - к первому выходу 8 устройства, который через второй диод 9 подключ,ен к аноду светодиода второго оптрона 10, катод которого второй резистор 11 и светодиод третьего оптрона 12 подключен к третьему выходу 13 формирователя 3 тактовых импульсов, к которому подключен катод светодиода четвертого оптрона 14, анод которого соединен с первыгл выводом тр тьего резистора 15, фототиристор четвертого оптрона 14 включен встречно-параллельно фототиристору первого оптрона 1, катод фототиристора третьего оптрона 12 подключен к первому выходу 2 формирвателя 3 тактовых импульсов, анод через четвертый резистор 16 и третий диод 17 подключен к второму выходу 18 устройства и через второй конденсатор 19 - к второглу выходу 5 формирователя 3 тактовых импульсов, встречно-параллельНо фототиристору третьего оптрона 12 включен четвертый диод 20, анод фототиристора вторрго оптрона 10 подключен к второму выходу 5 формирователя 3 тактовых импульсов, катод через третий конденсатор 21 - к nepBOMv выоду 2 формирователя 3 тактовых мпульсов и через последрвательное оединение пятого резистора 22 и ятого диода 23 - к третьему выоду 24 устройства и к аноду светоиода первого оптрона 1, катод коорого подключен к четвертому выоду 25 формирователя 3 тактовых мпульсов, катод, фототиристора перого оптрона 1 подключен к катоду естого диода 26, анод которого подключен к первому входу 27 устройства, анод светодиода второго оптрона 10 подключен к катоду седьмого диода 27, анод которого включен к вторсачу входу 28 устройства, первый выход 2 формирователя тактовых импульсов подключен к третьему входу 29 устройства, второй вывод третьего резистора 15 подключен к четвертому входу 30, а катод фототиристора первого оптрона 1 - к пятому входу 31 устройства.

Формирователь тактовых импульсов фиг.2) содержит трансформатор 32 с первичной обмоткой 33 и вторичными обмотками 34 и 35, резисторы 36 и 37, диодно-тиристорные оптроны 38-41, диоды 42 и 43.

Устройство работает .следующим образом.

В исходном состоянии до подачи питания /переменного напряжения) оптроны 1,10, 12 и закрыты, коненсаторы 4 и 21 разряжены.. В положительные полупериощ конденсатор 19 периодически заряжается по цепи: выход 2, диад 20, конденсатор 19, выход 5. Через светодиод оптрона 38 протекает ток по цепи: начало обмотки 35, светсдиод оптрона 38, диод 43, конец обмотки 35, и оптрон периодически открывается в положительные папупериоды, В эти же полупериоды оптроны 39-4i закрыты, так как через их сэетодиоды ток не протекает. В отрицательные полупериоды через светодиоды оптронов 39,41 и диод 42 протекает ток и они открываются. С открытием -опэрона 39 периодически в отрицательные полупериолы соединяются выходы 13 и 5 через его фототиристр и с открытием оптрона 41 через светодиод оптрона 40 ток протекает по цепи: конец обмоткой 35 трансформатора 32, диод 42, фототиристор оптрона 41, светодиод оптрона 40, резистор 37, начало обмотки 35. При этом оптрон 40. периодически с замедлением в отрицательные полупериода открывается и соединяет выходы 13 и 5 через свой фототиристор и фототиристор оптрона 39. Между выходом 43 и инверсным выходом 18 в зависимости от логических операций включаются входы логических элементов (светодиоды оптронов на схеме условно не показаны). Например, при подключении нагрузки на инверсный выход 18 входа другого импульсного логического элемента на нем формируется последовательность импульсов. В кахсдый отрицательный полупериод на нем формируется короткий импульс за счет тока разряда конденсатора 19 по цепи: левая обкладка конденсатора 19, резистор 16, диод 17, выход 18, входы логических элементов, выход 43, фототйристор оптрона 40, фототиристор оптройа 39, выход-5, правая обкладка конденсатора 19. Таким- образом, на выходах 8 и 24 сигнал соот ветствует логическому нулю, а на выходе

18- логической единице. При замыкании цепи вход 27 - выход 2 конденсатор 4 в положительные полуперисяы периодически заряжается по цепи: выход 2, вход 27 диод 26, конденса- . тор 4, выход 5. В отрицательные периоды конденсатор 4 периодически разряжается по цепи: левая его обкладка, резистор б, диод 7, выход 8, диод 9, светодиод оптрона 10, резистор 11, светодиод оптрона 12, выход 13, фототиристор оптрона 39, выход

5, правая обкладка конденсатора 4. В отрицательные полуперноды формирователем такта 3 обеспечивается открытие оптрона 40. Протекание тока в отрицательные полупериодщ в светодиоде оптрона 10 приводит к его периодическому отпиранию в эти полупериоды и к заряду конденсатора 21, а протекание тока в светодиоде оптрона 12 вызывает также его периодическое отпирание, следовательно, протекание тока через конденсатор 19 и его разряд. Ток через конденсатор 19 протекает по цепи: выход 5, конденсатор 19, фототиристор оптрона 12, выход 2. в результате протекания переменного тока через канденсатор

19на выходе. 18 сигнал соответствует логическому нулю. .В связи с тем, что оптроны 39 и 3 открываются раньше, чем оптрон 40, на выходе сигнал помехи равен практически нулю. Заряженный же конденсатор 21 периодически в положительные полупериоды разряжается по цепи обратной связи: правая его обкладка, резистор 22, диод 23, выход 24, светодиод оптрона 1, выход 25, фототиристор 38, шина

21, левая его обкладка. В полскжительные полупериоды формирователем такта 3 обеспечивается открытие оптрона 38. .В дальнейшем описанный цикл открытия оптронов 1 и 10, заряд конденсаторов 4 и 21 и их разряд, связанный с открытием оптронов, периодически повторяется. При этом на выходе 8 формируется сигнал логической единицы, а на выходе 18 - сигнал логического нуля. На выходе 24, также как и на выходе 8 формируется сиг5 нал логической единицы, но только в положительные попупериоды. Сброс дингииичеекого триггера в исходное состояние можно осуществить размыка нием цепи вход 29 - выход 2, замыканием цепи вход 31 - выход 2, при этом через, конденсатор 4 протекает переменный ток по цепи: выход 5, конденсатор 4, вход 31, выход 2 и разряда его через резистор б, дио 7 и выход 8 не происходит. Сброс динамического триггера можно также осуществить отпиранием оптрона 14, для чего на вход 30 необходимо по дать сигнал логической единицы с вы хода другого элемента. Ток через светодиод оптрона 14 протекает по цепи аналогично той, т. которой про текает ток во входных цепях оптроно 10и 12, светодиоды которых подключены к выходу 8, лишь с той разнице что вход 30 подключен к выходу друг го логического элемента. Взвод динамического триггера, кроме того, можно осуществить подачей входного сигнала на вход 28. Выход 24 в соче тании с выходом В может быть использован для управления двумя тирис торами при питании нагрузки переменным током или для управления симметричным тиристором. Резисторы 11и 15 предусмотрены для выравнивания токов управления оптронов при параллельном их подкл1эчении к выходу элемента. На фиг.З приведены временные диаграммы напряжения в соответствующих точках схемы, в частности напряжения УЧ (21,7) при наличии на выходах 8 (24,18) сигнала логической единицы, напряжение U на конденсаторе 19 при наличии на выходе 18 сигнала логического нуля, напряжение на выходе 18 при наличии на нем логичес кого нуля, а также форма выходных напряжений Ug (18,24) при, различной нагрузке на соответствующих выходах. . Предлагаемый динамический триггер обладает большими функциональными возмохсностями по сравнению с прототипом, так как формирует сигналы на трех выходах в зависимости от состояния входов, причем сигналы с выходов 8 и 24 обеспечивают, управление тиристора при питании нагрузки переменным током. Входы 27,29 и 31 допускают включение элементов управления с широким диапазоном сопротивлений в пределах от единиц Ом до 1000оЦ а при необходимости подбором емкости конденсатора 4 можно получить и большие величины. Наличие входов 27,29 и 31 с возможностью подключения к ним элементов с различными величинами сопротивлений позволяет на их входы включать непосредственно датчики управления, исключает необходимость использования выходных контактов реле аппаратов. При появлении питания на выходы 2 и 5 формирователя 3 или при снятии напряжения с этих шин и повторном его включении динамический триггер автоматически возвращается в исходное состояние. Схема выполнена на единой полупроводниковой элементной базе, основным элементом которой является диодно-тиристорный оптрон. Разброс параметров оптронов как в процессе первоначальной сборки элементов, так и их изменения в процессе эксплуатации практически не влияют на работу динамического триггера, что повышает надежность его в работе.

13 «J (риг, 2

25

Динамический триггер, содержащий формирователь тактовыхимпульсов,: фототиристоры и светодиоды в составе диодно-тиристорных оптронов, о т личающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены диоди, резисторы, конденсаторы, анод фототиристора первого оптрона подключен к первому выходу Формирователя тактовых импульсов, катод его через первый конденсатор подключен к второму выходу формирователя тактовых импульсов, и через последовательное соединение первого резистора и перJBoro диода - к первому выходу устройства, который через второй диод,еветодиод второго оптрона и второй резистор подключен к аноду светодиода третьего оптрона, катод которого подключен к третьему выходу формирователя тактовых импульсов, к которому подключен катод светодиода четвертого оптрона, анод которого соединен с первым выводом третьего резистора j фототиристор четвертого оптрона включен встречно-параллельно фототиристору первого оптрона, катод Фототиристора третьего оптрона подключен к первому выходу формирователя тактовых импульсов, анод через ;четвертый резистор и третий диод подключен к второму выходу устройства, и через второй конденсатор -к втоpotiy выходу формирователя тактовых импульсов, встречно-параллельно фо9тотиристору третьего оптрона включен четвертый диод, аНод фототиристоi ра второго оптрона подключен к второму выходу формирователя тактовых им(П . пульсов, кат-од через третий конденсатор - к первому выходу формирователя тактовых импульсов и через последовательное соединение пятого резистора и пятого диода - к третьему выходу устройства и к аноду светодиода первого оптрона, катод которого подключен к четвертому выходу формирователя тактовых импульсов, катод фототиристора первого оптрона подсд ключен к катоду шестого диода, анод 00 которого подкл.ючен к первому входу О устройства, анод светодиода второго оптрона подключен к катоду седьмого | диода, анод-которого подключен к вто4 ррму входу устройства, второй вывод третьего резистора подключен к четвертому входу, а катод фототиристора первого оптрона - к пятому входу устройства.