Кольцевой счетчик Советский патент 1990 года по МПК H03K23/00 

10

15

20

25

31539997

тий 13 и второй 14 общие резисторы, шину 15 питания, шину 16 счетного входа.

Эмиттеры транзисторов 2, 3, 4 и

10соединены с общей шиной, база транзистора 3 соединена с коллекторами транзисторов 2 и 5, база транзистора 5 соединена с коллектором транзистора 3, катодом диода 7, выходной чиной 8 и через резистор 9 подключена к шине 15 питания. Коллектор транзистора 4 соединен с анодом диода и базой транзистора 6, первый коллектор которого соединен

с базой транзистора 4, а второй коллектор - с базой транзистора 2, Третий коллектор транзистора 6 всех ячеек, кроме последней, соединен с базой транзистора 3 следующей ячейки. Эмиттеры транзисторов 5 всех ячеек соединены вместе и через резистор 13 подключены к шине 15. Эмиттеры транзисторов 6 всех ячеек и транзистора 11 соединены вместе, а через резистор 14 с шиной счетного входа 16. Коллектор транзистора 10 соединен с базой транзистора 11 и через стабилитрон 12 подключен к общей шине. Первый коллектор транзистора 11 соединен с базой транзистора 10, а второй коллектор транзистора

11- с базой транзистора 3. Кольцевой счетчик работает следующим образом.

При включении напряжения питания кольцевой счетчик устанавливается в исходное состояние, при котором все транзисторы всех ячеек закрыты.

При поступлении на тину 16 счетного входа первого положительного импульса или напряжения произвольной 3юрмы, амплитуда которого превышает напряжение пробоя стабилитрона 12, возникает ток через резистор 14, эмиттерный переход транзистора 11 и стабилитрон 12. Токи через эмиттер- ные переходы транзисторов 6.1-б.п в этот момент времени возникнуть не могут, потому что ячейки 1.1-l.n закрыты и на их выходных шинах вы- сокие уровни напряжений, превышающие напряжение на эмиттерах транзисторов 6,-6.п , поэтому диоды 7.1-7.П закрыты.

Открывание эмиттерного перехода транзистора 11 вызывает токи коллекторов. За счет тока первого коллектора тразистора 11 открывается

j.

45 п

30

35

40

50

55

0

5

0

5

транзистор 10, который током своего коллектора еще больше открывает транзистор 11, и возникает лавинообразный процесс открывания транзисторов 10 и 11, который заканчивается насыщением последних. Одновременно за счет тока второго коллектора транзистора 11 открывается транзистор 3.1, который открывает транзистор 5.1, и возникает лавинообразный процесс включения транзисторов 3.1 и 5.1, т.е. включение первой ячейки. На ее выходной шине 8.1.устанавливается низкий уровень напряжения (0,1-0,5 В) , а в нагрузке 9.1 возникает ток.

Таким образом, кольцевой счетчик переключается из исходного состояния во второе устойчивое состояние,

До окончания первого импульса на шине счетного входа транзисторы 10 и 11 удерживаются в насыщенном состоянии, поэтому на эмиттерах транзисторов 6.1-б.п присутствует низкий уровень напряжения (0,7-0,9 В) , что не позволяет открыться эмиттерному переходу транзистора 6.1 и диоду 7.1, а также эмиттерным переходам транзисторов 6.2-б.п, так как на выходных шинах 8.2-S.n высокие уровни напряжений .

После окончания первого входного импульса ток через резистор 14 уменьшается до нуля и транзисторы 10 и 11 закрываются, а первая ячейка 1 .1 остается во включенном состоянии и ее транзисторы 3.1 и 5.1 удерживаются в насыщенном состоянии за счет тока через резистор 13 и эмиттерный переход транзистора 5.1.

j.

При поступлении на шину 16 второго положительного импульса возникает ток через резистор 14, эмиттерный 5 переход транзистора 6.1, диод 7.1

и открытый транзистор 3.1 Это влечет за собой лавинообразное включение транзисторов 6,3 и 4.3 за счет положительной обратной связи ло току между их электродами. Ток первого коллектора транзистора 6.1 открывает и переключает в режим насыщения транзистор 2.1, напряжение коллектор- эмиттер которого станет меньше, чем напряжение база - эмиттер насыщенного транзистора 3.1. В результате ток базы транзистора 3.1 шунтируется транзистором 2.1, что влечет лавинообразное выключение тран0

5

0

0

5

5i

зисторов 3.1 и 5.1, т.е. выключение первой ячейки и установление на выходной шине 8.1 высокого уровня напряжения. Одновременно за счет тока третьего коллектора транзистора 6.1. открывается транзистор 3.2, что влечет открывание транзистора 5.2 и включение второй ячейки.

Таким образом, выключается ячейка 1.1 и включается ячейка 1.2Э т.е. кольцевой счетчик переключается в третье устойчивое состояние.

До окончания второго входного импульса состояние счетчика измениться не может, так как насыщенные транзисторы 6.1 и 4.1 поддерживают низкий уровень напряжения на эмиттерах транзисторов И,.6.1-6.п. После окончания второго входного импульса транзисторы 6.1 и 4.1 закрываются.

Аналогичным образом происходит включение и выключение всех ячеек кольцевого счетчика. При включении последней ячейки 1.п и поступлении на шину 16 очередного импульса открываются транзисторы б.п и 4.г, что ведет к насыщению транзистора 2,п и выключению последней ячейки. Однако в этом цикле включения первой янейки не происходит (отсутствует третий коллектор транзистора б.п) и кольцевой счетчик устанавливается в исходное состояние, в котором все ячейки выключены.

Таким образом, кольцевой счетчик имеет число устойчивых состояний на единицу больше, чем число ячеек, и пересчет осуществляется по модулю п+1. Это расширует функциональные возможности устройства. В исходном состоянии устройство практически не потребляет энергии от источника питания.

Известно, что величина тока через закрытый аналог тиристора в сильной степени зависит от температуры, и это может повлечь включение следующей ячейки. В предложенном кольцевом счетчике через базу транзистора 3 следующей ячейки протекает только ток третьего коллектора транзистора 6,1, который может быть многократно уменьшен за счет выбора соответствующей площади третьего коллектора (по сравнению с током через весь аналог тиристора). Кроме того, ток коллектора транзистора 2, который является результатом усиления тока второго

393976

коллектора транзистора б, ксмпеиси- рует величину тока третьего коллектора транзистора 6, что обеспечивает устойчивость закрытого состояния ячеек в широком температурном диапазоне.

Таким образом, использование изобретения позволяет повысить тем- 10 пературную стабильность счетчика, а следовательно, повысить надежность его в работе.

Формула изобретения

15 Кольцевой счетчик, содержащий ячейки памяти, каждая из которых содержит диод, первый и второй транзисторы первого типа проводимость третий и четвертый транзисторы зторо-20 го типа проводимости, эмиттер первого транзистора соединен с общей шиной, база - с коллекторов третьего транзистора, база которого соединена с коллектором первого транзистора,

25 с выходом и через первый резистор подключена к шине питания, база и коллектор второго транзистора соединены соответственно с коллектором и базой четвертого транзистора, эмит

30 тер которого соединен с первые выводом второго резистора, для всех ячеек памяти, второй вывод которого соединен с шиной счетного входа, первый вывод третьего резис35 тора, общего для всех ячеек памяти, соединен с тиной питания, с т л и - чающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения надежности работы

40 в диапазоне температур, в каждую ячейку введен пятый транзистор первого типа проводимости, эмиттер которого соединен с эмиттером второго транзистора и с общей шиной, база 45 с вторым коллектором четвертого транзистора, а коллектор - с базой первого транзистора, коллектор которого через диод соединен с базой четвертого транзистора, третий кол5о лектор которого соединен с коллектором третьего транзистора последующей ячейки памяти, кроме последней, эмиттеры всех третьих транзисторов соединены с вторым выводом третьего

55 резистора, а в первую ячейку памяти введены шестой транзистор первого типа проводимости и седьмой транзистор второго типа проводимости, эмиттер шестого транзистора соединен

с шиной, база и коллектор - соответственно с первым коллектором и базой седьмого транзистора, эмиттер которого соединен с.первым выводом второго резистора, второй коллектор - с базой первого транзистора, а база через стабилитрон - с общей шиной.

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться в электронных устройствах автоматики, телемеханики и вычислительной техники. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей достигается путем обеспечения большего числа устойчивых состояний и повышение надежности работы в диапазоне температур. Кольцевой счетчик содержит ячейки памяти, каждая из которых содержит первый, второй и пятый транзисторы первого типа проводимости, третий и четвертый транзисторы второго типа проводимости, диод и первый резистор. Кроме того, кольцевой счетчик содержит шину счетного входа, второй и третий резисторы, а первая ячейка памяти - шестой транзистор первого типа проводимости, седьмой транзистор второго типа проводимости и стабилитрон. Введение пятого и шестого транзисторов первого типа проводимости и седьмого транзистора второго типа проводимости позволяет обеспечить количество устойчивых состояний на единицу больше, чем число ячеек памяти. Повышение надежности работы достигается путем компенсации тока третьего коллектора четвертого транзистора током коллектора пятого транзистора, что обеспечивает устойчивость закрытого состояния ячеек памяти в широком температурном диапазоне. 1 ил.

№ «ИЙЙ91 Ifh VV.4/

, У

25

- iu

.1 Редактор Л.Веселовская

Составитель А.Янов

Техред Л.СердЮкова. Корректор К.Кучерявая

Заказ 231

Тираж 638

ВНИШШ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Подписное