Помехоустойчивый триггер Советский патент 1989 года по МПК H03K3/286 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в автоматических и вычислительных устройствах.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости.

Поставленная цель достигается за счет введения новых конструктивных признаков, обеспечивающих исключение воздействия импульсов помехи, пришедших на одну входную шину триггера после воздействия установочного сигнала, пришедшего на его другую входную шину.

На фиг. 1 представлена функциональная схема помехоустойчивого триггера; на фиг, 2 - временные диаграммы работы помехоустойчивого триггера.

Помехоустойчивый триггер содержит первый, второй элементы И-НЕ 1, 2, первый диод 3, первый резистор 4, первый конденсатор 5, второй диод 6, второй резистор 7, второй конденсатор 8, третий, четвертый резисто- ,ры 9 и 10, первый элемент НЕ 11, третий элемент НЕ 12, первый элемент 13 задержки, третий элемент И-НЕ 14, втрой элемент1 НЕ 15, четвертый элемент НЕ 16, второй элемент 17 задержки, четвертый элемент И-НЕ 18, первый, второй элементы И 19, 20, первая, вторая выходные шины 21.1, 21.2, первая, вторая входные шины 22.1, 22.2, блок 23 начальной установки.

На фиг. 2 приведены временные диаграммы 24-37 сигналов, соответственно, на входной шине 22.1, на входе элемента НЕ 11, на выходе элемента НЕ 11, на выходе элемента 13 задержк на выходе элемента И-НЕ 14, на выходе элемента И-НЕ 1, на выходной шине 21.1, на входной шине 22.2, на входе элемента НЕ 15, на выходе элемента НЕ 15, на выходе элемента 17 задержки, на выходе элемента И-НЕ 18 на выходе элемента И-НЕ 2 и на выходной шине 21.2.

i

50

Такой режим соответствует режиму хранения информации. Если в этом режиме кратковременно исчезнет напряжение питания (возникнет помеха по цепям питания),то состояние помехоустойчивого триггера не изменится.

Выходы элементов И-НЕ 1 и 2. соединены соответственно с первыми входами элементов И 19, 20 и соединены соответственно с катодами диодов 3 и 6, аноды которых соединены соответствен- 55 При кратковременном исчезновении на- но через резисторы 4 и 7 с первыми пряжения питания, начнет разряжаться выводами конденсаторов 5 и 8, вторые конденсатор 8 через резистор 10 и выводы которых соединены с общей шиной, первые выводы конденсаторов 5 и

источник питания. Если за время действия помехи по цепям питания напря

5

8 соединены соответственно через резисторы 9 и 10 с шиной питания, выходы элементов И 19 и 20 соединены соответственно с выходными шинами 21.1, 21.2 и соединены соответственно с первыми входами элементов И-НЕ 2 и 1, первые входы элементов И-НЕ 14 и 18 соединены соответственно со входными шинами 22.1 и 22,2, вторые входы элементов И-НЕ 1 и 2 соединены соответственно с выходами элементов И-НЕ 14 и 18, вторые входы которых соединены соответственно с выходами элементов 13 и 17 задержки, входы которых соединены соответственно с выходами элементов НЕ 11, 15 и соединены соответственно с входами элементов НЕ 12 и 16, выходы которых соединены соответственно со вторыми входами элементов И 19, 20, первые выводы конденсаторов 5 и 8 соединены соответственно с входами элементов НЕ 11 и 15.

Выход блока 23 начальной установки соединен с третьим входом элемента И-HF 2.

Выходные шины 21.1, 21.2 являются, например, прямым Q и инверсным Q выходами триггера, по входным шинам 22.1 и 22.2 подаются соответственно сигналы установки в единицу Бив ноль R.

Помехоустойчивый триггер работает следующим образом.

В исходном состоянии на шины 22.1 и 22,2 устройства поступают сигналы логического нуля. На выходах элементов И-НЕ 14 и 18 сформированы сигна- Q лы 1. При этом на одном из выходов устройства (например, Q) сформирован сигнал О, а на другом выходе (Q) 1. Первый конденсатор 5 разряжен через первый резистор 4, первый диод

0

5

0

5

5

0

3 и элемент И-НЕ 1, а конденсатор 8 заряжен от шины питания через резистор 10, так как на выходе элемента И-НЕ 2 сформирован сигнал 1.

Такой режим соответствует режиму хранения информации. Если в этом режиме кратковременно исчезнет напряжение питания (возникнет помеха по цепям питания),то состояние помехоустойчивого триггера не изменится.

5 При кратковременном исчезновении на- пряжения питания, начнет разряжаться конденсатор 8 через резистор 10 и

При кратковременном исчезновении на- пряжения питания, начнет разряжаться конденсатор 8 через резистор 10 и

источник питания. Если за время действия помехи по цепям питания напряжение на конденсаторе 8 не снизится ниже уровня, расцениваемого элементом НЕ 15 как сигнал 1, то при восстановлении напряжения питания конденсатор 8 подтвердит состояние 1 для элемента НЕ 15 и помехоустойчивый триггер сохранит на своих выходах состояние, которое было до исчезновения напряжения питания.

Задержка по цепи: элемент НЕ 12, элемент И 19, элемент И-НЕ 2 и элемент И 20, должна быть меньше задержки по цепи: элемент 13 задержки, элемент И-НЕ 14.

Если на шине 22,2 устройства появится импульс помехи, то он не изменит состояния помехоустойчивого триггера, так как на входе И-НЕ 18 с выхода элемента 17 задержки сфор- мировая сигнал О.

Если на шине 22.1 устройства появится сигнал в виде 1, то на выходе элемента И-НЕ 14 сформируется

сигнал О, а на выходе элемента

И-НЕ 1 сигнал 1. Конденсатор 5 начнет заряжаться от источника питания через резистор 9. Пока конденсатор 5 не успел зарядиться до уровня, расцениваемого элементом НЕ 11 как 1 (уровень срабатывания), состояние выходных сигналов помехоустойчивого триггера не изменится и, если входной сигнал вновь принял уровень О (т.е. это была помеха), то диод 3 откроется и через резистор 4 разрядится конденсатор 5 и триггер сохранит свое состояние.

Если входной сигнал длится достаточно долго (т.е. это управляющий сигнал) и конденсатор 5 успевает зарядиться до уровня, расцениваемого элементом НЕ 11 как 1, то на выходе элемента НЕ 12, а следовательно, на шине 2141 появится сигнал 1, а на выходе элемента И-НЕ 2, а следовательно, и на шине 21,2 триггера сигнал О. Сигнал О с выхода элемента И 20 поступает на вход элемента И-НЕ 1, поэтому сигнал 1, поступа- ющий с конденсатора 5 по цепи:-элемент НЕ 11, элемент 13 задержки, элемент И-НЕ 14, на вход элемента И-НЕ 1, не изменит состояния элемента И-Н 1о. Так как на выходе элемента И-НЕ 2 сформируется сигнал О, то конденсатор 8 начнет разряжаться через резистор 7, диод 6 и элемент И-НЕ 2. В случае, если в этот момент време

g

5

0

5

0 -

0 д Q

5

ни, пока конденсатор 8 не разрядился до уровня, расцениваемого элементом НЕ 15 как уровень О, на шине 22.2 появится импульс помехи (фиг. 2, временная диаграмма 31) то в отличие от известного помехоустойчивый триггер не изменит своего состояния. Пока на входе элемента НЕ 15 сформирован сигнал 1, на входе элемента И-НЕ 18 установлен сигнал О, который запрещает прохождение через элемент И-НЕ 18 импульсов помехи. Таким образом, состояние выходов помехоустойчивого триггера при появлении помехи не изменится.

Помехоустойчивый триггер не изменит своего состояния также и в том случае, когда импульс помехи уже появился в момент времени, при котором конденсатор 8 разрядился до уровня, воспринимаемого элементом НЕ 15 уже как уровень О, но не разрядился до своего начального значения (т.е. на границе уровня О и 1). Это объясняется тем, что в этом случае импульс помехи, поступающий на одни из входов элемента И-НЕ 18, появится на его выходе через время, определяемое элементом 17 задержки, а за это время конденсатор 8 разрядится до своего начального значения. И если это действительно была помеха, то конденсатор 8 не зарядится до значения, воспринимаемого элементом НЕ 15 как уровень 1, т.е. триггер не изменит своего состояния.

Помехоустойчивый триггер работает аналогично, если в исходном состоянии конденсатор 5 заряжен, а конденсатор 8 разряжен.

Время переключения триггера определяется величинами емкости конденсаторов 5 и 8, сопротивления резисторов 9 или 10, сопротивления входной цепи элементов НЕ 11 и 15, уровнем срабатывания логических элементов НЕ 11 и 15 и величиной начального напряжения на конденсаторах 5 и 8, которое зависит от выходного напряжения элементов И-НЕ 1 и 2, диодов 3 и 6 и сопротивления разрядного резистора 4 или 7. Величина сопротивления разрядных резисторов 4 и 7 должна быть как можно меньше для получений малого начального напряжения на конденсаторах 5 и 8, но достаточной для ограничения разрядного тока на безопасном для логических элементов

И-НЕ 1 и 2 уровне. Резисторы ° и 10 обеспечивают стабильный заряд конденсаторов 5 и 8 независимо от величины входного сопротивления элементов НЕ 11 и 15 и обеспечивается гарантированный уровень 1 на их входах, что позволяет применять различную элементную базу (например, КМОП логические элементы) при построении подобных триггеров.

Блок 26 начальной установки (фиг. 1,пунктир) введен для определенности состояния помехоустойчивого триггера при включении напряжения питания, Он может быть выполнен различными способами, например, с помощью RC-цепи. В этом случае постоянная времени RC-цепи блока 23 начальной установки должна быть больше постоянной времени цепи: резистора 9 и конденсатора 5 (резистора 10 и конденсатора 8). В этом случае, после включения напряжения питания на шине 21.1, сформируется сигнал О, а на шине 22.2 сигнал 1.

Элемент НЕ 11 (15) выполняет две функции: инвертора и порогового устройства.. При заряде (разряде) конденсатора до уровня, воспринимаемого логическим элементом как уровень логической 1 (О), сигнал с его выхода воздействует одновременно на элемент НЕ 12 (16) и элемент 13 (17) задержки. Подключение конденсатора только к входу одного логического элемента делает несущественным возможное различие в пороге срабатывания логических элементов.

I

Элементы 13 и 17 задержки также

могут быть реализованы различными способами, например, последователь- ным включением логических элементов, с помощью RC-цепи, цифровыми методами и т.п.

I

Таким образом, при воздействии помех по цепям питания или по управляющим входам S, R, возникающих в любой момент времени, состояние на шинах 21.1, 21.2 остается неизменныму

чем обеспечивается повышенная помехоустойчивость триггера.

Формула изобретения

Помехоустойчивый триггер, содержащий две входные шины, две выходные шины, два элемента И, два диода, два конденсатора, четыре резистора и первый, второй элементы И-НЕ, выходы которых соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И и соединены соответственно с катодами первого и второго диодов, аноды которых соединены соответственно через первый, второй резисторы с первыми выводами первого, второго конденсаторов, вторые выводы

которых соединены с общей шиной, первые выводы первого, второго конденсаторов соединены соответственно через третий и четвертью резисторы с шиной питания, выходы первого и второго элементов И соединены соответственно с первой, второй выходными шинами и соединены соответственно с первыми входами второго и первого элементов И-НЕ, отличающийс я тем, что,с целью повышения помехоустойчивости, в него введены четыре элемента НЕ, два элемента задержки, третий и четвертый элементы И-НЕ, первые входы которых соединены соответственно с первой, второй входными шинами, вторые входы первого и второго элементов И-НЕ соединены соответственно с выходами третьего и четвертого элементов И-НЕ, вторые

входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго элементов задержки, входы которых ° соединены соответственно с выходами первого, второго элементов НЕ и соединены соответственно с входами третьего и четвертого элементов НЕ, выходы которых соединены соответственно с вторыми входами первого и второго элементов И, первые выводы первого и второго конденсаторов соединены соответственно с входами первого и второго элементов НЕ.

По межа

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в автоматических и вычислительных устройствах с повышенной помехоустойчивостью. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости. Для достижения поставленной цели в устройство введены элементы НЕ 11, 12, 15, 16, элементы И-НЕ 14, 18 и элементы 13, 17 задержки. Помехоустойчивый триггер также содержит элементы И-НЕ 1, 2, диоды 3, 6, резисторы 4, 7, 9, 10, конденсаторы 5, 8, элементы И 19, 20, входные шины 22.1, 22.2 и выходные шины 21.1, 21.2. Цель достигается за счет исключения воздействия импульса помехи, пришедшего на одну входную шину, сразу же после окончания воздействия установочного сигнала, пришедшего на другую входную шину триггера. 2 ил.

фие.2