Двоичный счетчик Советский патент 1987 года по МПК H03K23/60 

112

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при создании многоразрядных двоичных счетчиков с параллельным переносом.

Цель изобретения - увеличение быстродействия.

Цель достигается путем заряда выходной емкости каждого формирователя переноса не только через последо вательно включенные пары первых р-канальных и п-канальных МДП тран- зисторов формирователей переноса всех предыдущих разрядов, но и через введенные третьи, п-канальные и вторые р-канальные МДП-транзис- торы.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит N разрядов, каждый из которых содержит триггер

1и формирователь 2 переноса, состоящий из первых п-канального 3 и р-канального 4 МДП-транзисторов, затворы которых соединены соответ- CTjBeHHo с прямым и инверсным выходами триггера 1, истоки объединены

и подключены к входу формирователя переноса, а стоки объединены и соединены с выходом формирователя 2 переноса, второго п-канального МДП- транзистора 5, затвор которого подключен к инверсному выходу триггера 1, исток соединен с общей шиной, а сток подключен к выходу формирователя 2 переноса, элемента И-НЕ 6, первый вход которого подключен к входу 7 устройства, второй вход соединен с выходом формирователя 2 переноса, а выход подключен к счетному входу триггера 1 следующего разряда, вход формирователей 2 переноса с 2-го по N-Й подключены соответственно к выходу формирователя 2 переноса предыдущего разряда, а вход формировател

2переноса первого разряда соединен

с шиной 8 питания, счетный вход тригера 1 первого разряда подключен к выходу инвертора 9, вход которого соединен с входом 7 устройства, прямые выходы триггеров 1 являются выхдами 10 разрядов, третий п-каналь ный МДП-транзистор 11, затвор которого соединен с входом формирователя 2 переноса, а исток подключен к выходу формирователя 2 переноса, и второй р-канальный МДП-транзистор

fo

J5

20

8232

5

,5

2 п ы я

го35

45

50

55

12

12, исток которого подключен к шине 8 питания, затвор соединен с инверсным выходом триггера 1, а сток подключен к стоку третьего п-канального МДП-транзистора 11.

Устройство работает следующим образом.

На вход 7 устройства подаются счетные импульсы, которые поступают на вход инвертора 9 и первые входы элементов И-НЕ 6 формирователей 2 переноса.

Триггеры 1 производят деление на дьа частоты следования импульсов, поступающих на их вход, и управляют работой формирователя 2 переноса своего разряда. Если триггер 1 находится в нулевом состоянии, то напряжение низкого уровня с прямого выхода триггера 1 поступает на затвор транзистора 3, а напряжение высокого уровня с инверсного триггера 1 - на затворы транзисторов 3,4 и 12. Следовательно, транзисторы 3,4 и 12 закрываются, а транзистор 5 открьша- ется. На выход формирователя 2 переноса и второй вход элемента И-НЕ 6 через открытьй транзистор 5 поступает низкий уровень напряжения независимо от уровня напряжения, действующего на входе формирователя 2 переноса. На выходе элемента И-НЕ 6 установится высокий уровень напряжения .

Таким образом, следующий счетный импульс на входе устройства 7 не вызовет срабатьшания триггеров последующих разрядов.

Если триггер 1 находится в единичном состоянии, то на затворе транзистора 3 действует напряжение высокого уровня, а на затворах транзисторов 4,5 и 12 - напряжение низкого уровня. Транзисторы 3, 4 и 12 открыты, а транзистор 5 закрыт. Следова-- тельно, работа формирователя 2 переноса будет зависеть от уровня напряжения , действующего на входе формирователя 2 переноса.

Когда на входе формирователя 2 переноса низкий уровень, он поступает через открытые транзисторы 3 и 4 на выход формирователя 2 переноса, второй вход элемента И-НЕ 6 и затвор транзистора f1, закрывая его. При этом с приходом очередного счетного импульса на вход 7 устройства перенос в последующие разряды не формируется. Если же на входе формирователя 2 переноса действует высокий уровень напряжения, то он открывает транзистор 11, и на выход формирователя 2 переноса и второй вход элемента И-НЕ 6 через открытые транзисторы 3 и 4 с входа формирователя 2 пз- реноса и открытые транзисторы 11 и 12 с шины 8 питания поступает высокий уровень напряжения. Следовательно, сигнал на выходе элемента И-НЕ 6 будет определяться сигналом на входе устройства 7, т.е. при поступлении очередного счетного импульса на вход 7 устройства на выходе элемента И-НЕ 6 будет сформирован импульс переноса в следующий разряд. Высокий уровень напряжения, действующий на выходе сформирователя 2 пеfO

f5

облегчает динамическое считывание информации из счетчика.

Формула изобретения

Двоичный счетчик, содержащий N разрядов, каждьм из которых содержит триггер и формирователь переноса, состоящий из первых п-канально- го и р-канальног.о МДП-транзисторов, затворы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами триггера, истоки объединены и подключены к входу формирователя пе- реносГа, а стоки объединены и соединены с выходом формир .шателя переноса, второго п-канального ЩП-тран- зистора, затвор которого подключен к инверсному выходу три-гГера, исток

реноса, разрешает работу формировате- соединен с общей шиной, а сток под-

ля 2 переноса следующего разряда (если его триггер 1 находится в единичном состоянии).

Так как триггер 1 первого разряда делит на два частоту следования входных счетных импульсов, а каждьш из триггеров 1 последующих разрядов срабатывает только когда триггеры 1 всех предьщущих разрядов находятся в единичном состоянии, то устройство представляет собой двоичный счетчик.

-

Таким образом, предлагаемое уст ройство по сравнению с известным позволяет увеличить быстродействие вследствие того, что заряд выходной емкости каждого формирователя 2 переноса происходит не только через последовательно включенные транзисторы 3 и 4 формирователей 2 переноса всех предьщущих разрядов,, но и через введенные транзисторы 11 и 12. Причем, если крутизна транзисторов 11 и 12 значительно превышает крутизну транзисторов 3 и 4, то время задержки распространения сигнала на выходах 10 разрядов не будет зависеть от разрядности устройства и будет одинаковым для всех разрядов, чтб

облегчает динамическое считывание информации из счетчика.

Формула изобретения

Двоичный счетчик, содержащий N разрядов, каждьм из которых содержит триггер и формирователь переноса, состоящий из первых п-канально- го и р-канальног.о МДП-транзисторов, затворы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами триггера, истоки объединены и подключены к входу формирователя пе- реносГа, а стоки объединены и соединены с выходом формир .шателя переноса, второго п-канального ЩП-тран- зистора, затвор которого подключен к инверсному выходу три-гГера, исток

25

30

35

40

45

50

ключен к выходу формирователя переноса, элемента И-НЕ, первый вход которого подключен ко входу счетчика, второй вход соединен с выходом формирователя переноса, а выход подключен к счетному входу триггера следующего разряда, входы формирователей переноса с второго по N-й подключены соответственно к выходу формирователя переноса предыдущего разряда, а вход формирователя переноса первого разряда соед1шен с пш- ной питания, счетный вход триггера первого разряда подключен к выходу инвертора, вход которого соединен со входом счетчика, прямые выходы триггеров являются выходами разрядов, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия, в каждый формирователь переноса введены третий п-канальный МДП-транзистор, затвор которого соединен со входом формирователя переноса, а исток подключен к выходу формирователя переноса, и второй р-канальньш МДП-транзистор, исток которого подключен к шине питания, затвор соединен с инверсным выходом триггера, а сток подключен к стоку третьего п- канального ВДП-транзис- тора.

Изобретение относится к области импульсной техники. Может быть использовано при создании многоразрядных двоичных счетчиков с параллельным переносом. Цель изобретения - увеличение быстродействия. Счетчик состоит из N разрядов, каждый из которых содержит триггер 1, инвертор 9, формирователь 2. Формирователь 2 содержит п-канальные МДП-транзис- торы 3,5, р-канальный МДП-транзис- тор 4, элемент И-НЕ 6. Для достижения поставленной цели в устройство введен п-канальньш МДП-транзистор 11 и р-канальньй МДП-транзистор 12. 1 ил. (Л /О т. 00 ю 00 N9 и л-