Радиочастотный логический элемент Советский патент 1988 года по МПК H03K19/20 

4

00

ел

Изобретение может быть использовано в качестве логического и запоминающего элемента. Цель изобретения - расширение функциональных возможнос - тей устройства. Логический элемент состоит из транзистора 1, источника 8 питания, линии 3 задержки, фазовращателя 18 и конденсаторов 2, 17 и 16. Использование предлагаемого устройства позволяет реализовать логическую функцию отрицания НЕ триг- . гером со счетным .запуском. 3 ил.

ffjue.l

Изобретение относится к элементам логики с радиочастотным представлением сигналов и может быть использовано в качестве логического и запоминающего элемента.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей лутем обеспечения реализации, триггерной функции.

На фиг.1 изображен схема радиочастотного логического элемента; на фиг.2 - пространственно-временная диаграмма работы элемента в режиме реализации логической функции НЕ; на фиг,3 - пр9страиственно-временная диаграмма работы элемента в режиме реализации триггерной функции.Радиочастотный логический элемент (фиг.1) содержит транзистор 1, коллектор которого через конденсатор 2 и линию 3 передачи.соединен с входной шиной 4, а управляющая шина 5 подключена к эмиттеру. Выходная шина 6 соединена с линией 3 передачи, а база транзистора 1 - с общей шиной 7 .Источник 8 питания обеспечивает рабочую точку транзистора по постоянному току в активной области и состоит из 1ШН 9 источника питания, резисторов 10 и 11, конденсаторов 12 и 13 и отрезков 14 и 15 линии передачи длиной А/4, гд,е Л -длина волны выходного, сигнала от источника напряжения высокой частоты. Между коллектором транзистора 1 и общей шиной 7 включен конденсатор 16. Выходная шина 6 чере конденсатор 17 и фазосдвигающую цепь 18, которые соединены последовательно, соединена с э-ниттером транзистора 1.

.На пространственно-временных диаграммах (фиг.2 и 3) , и и. Uj - напряжения соответственно на входной ши . не 4 и шинах 5 и 6; t - время протекания процесса; f - рабочая частота в режиме логического элемента; f - рабочая частота логического элемента в режиме триггера; X - ось линейных координат..

Устройство работает следуюш 1м образом .

Если на управляющую шину 5 поступает сигнал Uj- той же частоты, что и напряжение U на шину .4 от источника высокой частоты, и с фазой, отстающей от фазы сигнала источника высокой частоты на 1/4 периода, то, как видно на фиг.2, в результате конечности времени пролета носителей тока через область базы носители поступают на коллекторный переход позднее времени t . Если носители приходят на коллекторный переход раньше времени t, где t на 1/4 периода больше t, то результирующее сопротивление коллектор - база складывается из двух составляющих - отрицательного активного сопротивления и индуктивного сопротивления. Отрицательное активное сопротивления обусловлено тем, что носители, тормозясь

в поле, создаваемом на коллекторном переходе источником напряжения высокой частоты, отдают ему часть своей кинетической энергии, а индуктивное сопротивление - тем, что напряжение

на переходе коллектор - база опережает ток носителей. Параметры транзистора подбираются таким образом, чтобы индуктивная составляющая сопротивления образовывала с емкостью

Сг (фиг,1) последовательный контур, настроенный на частоту f напряжения источника высокой частоты, а отрицательная активная составляющая компенсировала потери в этом контуре.

Выходная цепь полностью шунтируется образовавшимся контуром (U 0). При подаче на вход 5 сигнала U. другой частоты или фазы проводимость цепи база. - коллектор меняет свой

характер (исчезает отрицательная активная составляющая и изменяется активная) , условия резонанса нарушаются, сопротивление контура возрастает и контур не шунтирует выходную цепь

(и и ).

Величина емкости конденсаторов 16

и 17 выбирается достаточно малой, чтобы создать большое сопротивление сигналу с. частотой f . Величина фазового сдвига, создаваемого фазосдви- гающей цепью 18, выбирается такой, чтобы на частоте f- сигнал, проса- чив ющийся с выходной шины 6 через конденсатор 17 на эмиттер транзисто.ра 1, не совпадал по фазе с входным сигналом Uj-, поступагадим на клемму 5. Выполнение этих требований исключает влияние на частоте f дополнительно введенных конденсаторов 16 и

17 и фазосдвигающей цепи 18.

Таким образом, на частоте f. логический элемент реализует логическую функцию отрицания НЕ и срабатывает при подаче на вход сигнала опре314

еленной фазы и частоты, что увеличиает его помехоустойчивость.

Если на клемму 4 источника высоой частоты поступают электромапшт- ные колебания U с частотой f f , то сопротивление конденсаторов 2 и 16 становится малым и шунтирует выходную цепь (и 0).

При подаче на управляю1 1ую шину 5 сигнала той же частоты f-,, что и напряжения и на шине 4 источника высокой частоты, и с фазой, отстакяцей от фазы сигнала U источника высокой частоты на 1/А периода, то, как видно на фиг.3, в результате конечности времени пролета носителей через область базы носители поступают на коллекторный переход позднее времени t, . Если носители поступают на коллекторный переход раньше времени t , где tj на 1/4 периода больше t , то результирующее сопротивление коллектор - база складывается из двух составляющих - отрицательного активного сопротивления и индуктивного сопротивления.

Величина емкости Конденсатора 16 подбирается таким образом, чтобы индуктивная составля ющая сопротивления коллектор - база образовывала с емкостью (фиг.1) параллельный контур, настроенный на частоту fj, напряжения и источника высокой частоты. Отрицательная активная составляющая компенсирует потери в этом контуре. В результате высокого сопротивления на частоте f, образованного колебательного контура транзисторная цепь не шунтирует выходную шину 6 и сигнал U4 источника высокой частоты поступает в выходную шину 6(и i и), к которой подключается внешняя нагрузка. Часть сигнала Щ через конденсатор -17 и фазосдвигающую цепь 18 поступает на эмиттер транзистора 1. Веичина фазового сдвига, создаваемого азосдвигающей цепью 18, выбирается такой, чтобы поступающий по ней на эмиттер транзистора 1. с выходной шины 6 сигнал обратной связи находился в фазе с входным сигналом U,j-, поступающим на управляющую шину 5. Это беспечивает сохранение условий резонанса в параллельном колебательном

контуре и после прекращения поступления входного сигнала на управляющую шину 5. В результате напряжение U на выходной шине 6 сохраняется и после прекращения подачи входного сигнала (фиг.З).

Для подавления сигнала UjV на выходной шине 6.необходимо на управляю10 щую шину 5 подать электромагнитные колебания с частотой fj колебаний источника высокой частоты, но с фазой, противоположной фазе сигнала обратной связи, поступающей на эмит15 тер транзистора 1 по фазосдвигающей цепи 18. Это ведет к компенсации сигнала обратной связи, изменению проводимости цепи база - коллектор транзистора (исчезает отрицательная ак20 тивная составляющая и изменяется, индуктивная).. Условия резо нанса нарушаются, и конденсаторы 16 и. 2 шунтируют выходную шину 6, что ведет к исчезновению выходного сигнала ().

25 Таким образом, на частоте fj. предлагаемый радиочастотный логический элемент обеспечивает реаипизацию триг- герной функции - работает в режиме - триггера со счетным запуском.

30

Формула изобретения

Радиочастотный логический элемент, содержащий транзистор, источник пита25 и линию передачи между входной и

выходной шинами, фазовращатель и конденсатор, который включен между общей шиной и Коллектором транзистора, база и эмиттер которого соединены со40 о тветственно с общей шиной и выходом фазовращателя, а выходы источника питания подключены через четвертьволновые отрезки к коллектору и эмиттеру транзистора, отличающийся

45 тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем реапиза ции триггерной функции, введены два дополнительных конденсатора, выходная шина через первьй дополнительный .

50 конденсатор подключена К входу фазовращателя, второй дополнительный конденсатор включен между коллектором транзистора и выходной сшной, а уп- равляющая шина.подключена к эмиттеру

55 транзистора.

фиг 2

A

tpue