Многопороговый логический элемент Советский патент 1990 года по МПК H03K19/12 

1

(21)4487403/24-21

(22)28.09.88

(46)30.06.90. Бюл. Г 24

(71)Омский политехнический институт

(72)И.А.Пальянов

(53)621.374 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР

№ 1262722, кл. Н 03 К 19/096, 1986.

Авторское свидетельство СССР № 573883, кл. Н 03 К 19/38, 1977.

Авторское свидетельство СССР № 538490, кл. Н 03 К 19/12, 1977.

(54)МНОГОПОРОГОВЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ

(57)Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Целью

изобретения является увеличение числа реализуемых многопороговым логическим элементом функций. Устройство содержит линейный сумматор 1, состоящий из входных диодов 2, разделительных диодов 3, резисторов 4, определяющих веса входов многопорогового логического элемента, многопороговый дискриминатор 6, выполненный на логических элементах И-НЕ 7, резистивный делитель на резисторах 8. Для достижения поставленной цели для каждого одно- порогового дискриминатора, за исключением дискриминатора с наибольшим порогом срабатывания, введены три резистора 13, 14, 15, три транзистора 9, 10, 11 и новые функциональные связи. 1 ил.

с SS

(Л

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Целью изобретения является увеличение числа реализуемых многопороговым логическим элементом функций. Устройство содержит линейный сумматор 1, состоящий из входных диодов 2, разделительных диодов 3, резисторов 4, определяющих веса входов многопорогового логического элемента, многопороговый дискриминатор 6, выполненный на логических элементах И-НЕ 7, резистивный делитель на резисторах 8. Для достижения поставленной цели для каждого однопорогового дискриминатора, за исключением дискриминатора с наибольшим порогом срабатывания, введены три резистора 13, 14, 15, три транзистора 9, 10, 11 и новые функциональные связи. 1 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике.

Цель изобретения - увеличение числа реализуемых многопороговым логическим элементом функций.

На чертеже представлена схема устройства.

Многопороговый логический элемент содержит линейный сумма тор 1, состоящий из входных диодов 2, разделительных диодов 3, резистора 4, определяющих веса входов многопорогового логического элемента, подключенных к положительному полюсу 5 источника питания , многопороговый дискриминатор 6 из последовательно соединенных од- нопороговых дискриминаторов на логических элементах И-НЕ 7, первые входы которых соединены с выходами реэис- тивного делителя из резисторов 8, определяющих пороги срабатывания. Эмиттеры первого 9, второго 10 и третьего 11 транзисторов подключены к отрицательному полюсу 12 источника питания. База первого транзистора 9 через первый резистор 13 подключена ко второму входу дискриминатора на логическом элементе И-НЕ 7 и к выходу дискриминатора с ближайшим большим порогом срабатывания. Коллекторы первого 9 и второго транзисторов 10 подключены к базе третьего транзистора 11 и через третий резистор 14 - к положительному полюсу источника питания. База второго транзистора 10 через второй резистор 15 подключена

ел 1 Јл

со

к дополнительному входу дискриминатора и к клемме 16 управления работой дискриминатора. Второй вход элемента И-НЕ 7 однопорогового дискриминатора с наибольшим порогом Срабатывания подключен к клемме 16 управления работой этого дискриминатора. В клеммы 17 поступают входные переменные, на выходе 18 формируется результат реализации переключательной функции многопороговым логическим элементом. Источник питания не показан.

Многопороговый логический элемент работает следующим образом.

10

Веса входов равны единице. Пороги

Т1

Т

срабатывания Т 1, , ,

.., А - п. Для определенности положим, что число входов равно восьми, а п 8. Перед началом работы в клеммы 16 подается двоичный код, определяющий число и величину поро- гов элемента. При этом единичное зна15753074

ника питания через транзисторы 4 и открытые диоды 2 поступает в выходные цепи источников сигналов входных переменных. Потенциалов на -выходе ре- зистивного делителя недостаточно для срабатывания дискриминаторов на логи.- ческих элементах И-НЕ 7. На выходе 18 многопорогового логического элемента формируется уровень логической единицы. Если только одна входная переменная равна единице, то срабатывает только один дискриминатор на элементе И-НЕ 7 с порогом Т, 1 (дискриминатор, выход которого подключен к выходу 18) и на выходе многопорогового логического элемента формируется уровень логического нуля. При поступлении двух входных переменных с единичными значениями соответствующие диоды 2 линейного сумматора закрываются и ток через резисторы 4 и открытые диоды 3 поступает через резисторы 8 к отрицательному полюсу 12 источниМ

20

вые дискриминаторы с порогами Т 1,

чение переменной, поданное в клемму

4/-- ка питания. Срабатывают однопорого16, разрешает работу соответствующего м v

дискриминатора на элементе И-НЕ 7, так как связанные с ним транзисторы 10 и 11 находятся соответственно в о-крытом и закрытом состояниях. Выходной сигнал элемента И-НЕ 7 посту- 30

Т2 2.

На выходе однопорогового дискриминатора с порогом срабатывания Т2 2 устанавливается низкий уровень напряжения. Это приводит к появлению уровня логической единицы на выходе дискриминатора с порогом срабатывания Т 1 и на выходе 18 формирования выходной функции. i

поет на вход дискриминатора с меньшим порогом срабатывания и в базу соответствующего транзистора 9. Если в клемму 16 подано нулевое значение управляющей переменной, то соответствующий многопороговый дискриминатор на элементе И-НЕ 7 исключается из структуры многопорогового дискриминатора, поскольку выходной транзистор элемента И-НЕ 7 закрывается. Закрывается также и соответствующий транзистор 10, обеспечивая тем самым передачу информации от выхода дискриминатора с ближайшим большим порогом срабатывания на вход дискриминатора с ближайшим меньшим порогом срабатывания относительно исключенного дискриминатора. При этом информация передается без инверсии, поскольку проходит через два транзистора 9 и 11, включенных по схеме с общим эмиттером. Пусть во все клеммы 16 поданы единичные значения переменных. В этом случае элемент имеет восемь порогов срабатывания: Т0 8.

Т, - 1, Т5

2,

..., ig

Если все входные переменные, поданные в клеммы 17, равны нулю, то ток от положительного полюса 5 истоявые дискриминаторы с порогами Т 1,

м v

Т2 2.

На выходе однопорогового дискриминатора с порогом срабатывания Т2 2 устанавливается низкий уровень напряжения. Это приводит к появлению уровня логической единицы на выходе дискриминатора с порогом срабатывания Т 1 и на выходе 18 формирования выходной функции. i

Аналогичным образом работает многопороговый логический элемент и на других наборах входных переменных, реализуя переключательную функцию

f(x«,

х

© х2 ©

® х.

Рассмотрим реализацию другой переключательной функции. Пусть управ- ляющик код задан следующим образом 10000001. В этом случае многопороговый логический элемент имеет два порога срабатывания

Tf

1, Т2 8.

0

5

Покажем это. Если во входном наборе присутствуют одни нули или только одна единица, то элемент работает так же, как и в предыдущем случае. Если число единиц во входном наборе от двух до семи, то входная функция многопорогового логического элемента равна нулю, поскольку на выходе дискриминатора с порогом срабатывания Т- 8 формируется логическая единица, которая через открытые пары транзисторов 9, 11, связанные с однопороговыми дискриминаторами с порогами

срабатывания Т 2, Тэ 3,

1j - 7, поступает на вход дискриминатора с порогом срабатывания Т 1, Поскольку на остальных входах этого дискриминатора также присутствуют уровни логических единиц, то на его выходе (и на выходе 18) присутствует уровень логического нуля Если все входные переменные многопорогового,л гического элемента равны единице, то все диоды 2 линейного сумматора закрыты и ток от положительного полюса 5 источника питания через все резисторы А поступает через резисторный

l(.Xjt xg) Х Х Х ХдХдХ ХуХ V X4X2XjX X5XgX-,Xg.

Задавая другие значения кодов в клеммах 16, можно в больших пределах варьировать число и величины порогов многопорогового логического элемента. Для увеличения весов входов можно объединять несколько клемм 17 и подавать в них соответствующую входную переменную.

Формула изобретения

Многопороговый логический элемент, содержащий линейный сумматор, состоящий из входных диодов и резисторной матрицы, выходы которого подключены через соответствующие разделительные диоды к входу резистивного делителя, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами логических элементов И-НЕ с открытым коллектором, образующих многопороговый дискриминатор, второй вход каждого из которых, кроме элемента И-НЕ с наибольшим порогом срабатывания л соединен с выходом последующего логического элемента И-НЕ, выход элемента И-НЕ с наименьшим порогом срабатывания является выходом устройства, отличающийся тем, что8 с целью

делитель из резисторов 8 к отрицательному полюсу 12 источника питания. ЕР этом случае потенциала на выходе ре- . зисторного делителя 8 становится достаточно для срабатывания однопорого- вого дискриминатора с порогом Тд 8. На его выходе устанавливается низкий уровень напряжения, который передается на вход дискриминатора с порогом срабатывания Т,, 1 „ Это приводит к установке высокого уровня напряжения на выходе 18 формирования логической функции Из рассмотренного примера следует, что многопороговый логический элемент реализует функцию:

5

увеличения числа реализуемых переключательных функций, для каждого однопорогового дискриминатора на элементе И-НЕ, за исключением дискриминатора с наибольшим порогом срабатывания, дополнительно введены три резистора и три транзистораs эмиттеры которых подсоединены к отрицательному полюсу источника питания, база первого транзистора через первый ре0 зистор подключена к выходу элемента И-НЕ дискриминатора с ближайшим большим порогом срабатыванияs база второго транзистора через второй резистор подключена к дополнительному входу своего элемента И-НЕ и к соответствующей клемме управления работой дискриминатора, коллекторы первого и второго транзисторов подключены к базе третьего транзистора и через третий резистор - к положительному полюсу источника питания, коллектор третьего транзистора соединен с выходом своего элемента И-НЕ s второй вход элемента И-НЕ однопорогового

5 дискриминатора с наибольшим порогом срабатывания подключен к клемме управления работой этого дискриминатора.

с «#

0