Устройство передачи дискретных сигналов Советский патент 1992 года по МПК H03K19/82 

Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано в устройствах цифровой автоматики и вычислительнойтехникеиявляетсяусовершенствованием известного устройства, описанного в авт. св. Мг 1311015.

Известно устройство передачи дискретных сигналов, выполненное в виде п-р-птранзистора, эмиттер которого соединен с выходом устройства, а база подключена к первому выводу первого резистора, р- п-ртранзистора, база и эмиттер которого сОответственно через второй и третий резисторы соединены с шиной питания, ТТЛ-элемент, первый вход которого соединен с входом устройства, а выход подключен к первому выводу четвертого резистора, причем в качестве ТТЛ-элемента использован элемент И-НЕ, первь1й вход которого соединен с вторым выводом первого резистора, второй вход.- с коллектором п-р-птранзистора, база которого через конденсатор соединена с общей шиной, второй вывод четвертого резистора соединен с базой р-п-р-транзистора. коллектор которого подключен к выходу устройства.

Для обеспечения передачи дискретных сигналов в таком устройстве уровень О, поданный на его вход, инвертируется ТТЛэлементом и на еговыходе присутствует высокий уровень 1, запирающий р-п-р-транзистор благодаря второму и четвертому резисторам. В это время заперт также гг-р-п-транзистор. так как на его базе присутствует низкий уровень потенциала, поэтому на выходе устройства, т.е. на нагрузке, - низкий уровень потенциала. В этом случае при коротком замыкании выхода на общую шину нет опасности пробоя р-п-р-транзистора. Если на вход устройства подан уровень 1, то положительный перепад сигнала на входе устройства достигает базы п-р-п-транзистора с определенной задержкой, поскольку на входе п-р-п-транзистора имеется интегрирующая цепочка на первом резисторе и конденсаторе.

За это время ТТЛ-элемент успевает сработать. В результате на выходе ТТЛ-элеме нта получается низкий уровень потенциала, поэтому р-п-р-тран истор открывается м на выходе устройства получается высокий уровень потенциала, который поддерживает запертое состояние п-р-л-транзистора. В этом состоянии происходит короткое замыкание выхода устройства на общук) шину, п-р-п-траизистор открывается и на втором входе ТТЛ-элемента окажется низкий потенциал, поэтому ТТЛ-элемент переключится, на его выходе потенциал повысится и р-п-р-транзистор закроется. Тем самым предотвращается пробой р-п-р-транзистора от тока короткого замыкания. За время срабатывания цепи обратной связи (п-р-птранзистор, ТТЛ-элемент на втором и четвертом резисторах) р-п-р-транзистор открыт и через него протекает ток короткого замыкания. За это время, чтобй р-п-р-транзистор не пробивался, на его эмиттерной (или коллекторной) цепи ставится ограничи/вающий резистор. При устранении короткого замыкания п-р-п-транзистор запирается, происходит обратное переключение ТТЛэлемента и опять открывается р-п-р-транзи стор.

Недостатком устройства является малое быстродействие передачи отрицательного перепада дискретного сигнала, обусловленное разрядом конденсатора через первый резистор.

На фиг. 1(а и б) приведена эпюра напряжения отрицательного перепада АВ на входе устройства и полученный AiC отрицательный перепад на выходе устройства.

Это явление обьясняётся тем, что в момент А конденсатор заряжен до высокого потенциала и при Ноступлении в момент В низкого потенциала начинается разряд конденсатора через первый резистор, который передается через п-р-п транзистор на выход устройбтва (AiC на фиг. 16).

Это снижйет быстродействие передачи отрицательного перепада дискретного сигнала, а следовательно, быстродействие устройства в целом,

Целью изобретения является повышвг ние быстродействия устройства.

Цель достигается тем, что в устройство передачи дискретных сигналов введены дополнительный п-р-п-транзистор и пятый резистор, один вывод которого подключен к выходу ТТЛ-элемента, а другой - к базе дополнительного п-р-п-транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной, а коллектор - с базой п-р-п-транзистора.

Такое техническое решение обеспечивает ускорение передачи отрицательного перепада дискретного сигнала, так как padряд конденсатора осуществляется не через первый резистор как в известном, а через насыщенный дополнительный п-р-п-транзистор (AiCi, фиг. 16).

На фиг. 2 изображена функциональная схема устройства передачи дискретного сигнала.

Устройство содержит п-р-п-транзистор 1, эмиттер которого соединен с выходом 2 устройства, а база через первый резистор 3 Подключена к входу 4 устройства и первому входу ТТЛ-элемента 5 И-НЕ, второй вход которого соединен с коллектором п-р-птранзистора 1, база которого через конденсатор 6 соединена с общей шиной 7, база и эмиттер p-n-p-tpan3MCTopa 8 соответственно через второй и третий резисторы 9 и 10 соединены с шиной 11 питания, коллектор подключен к выходу 2 устройства, а база через четвертый резистор 12 соединена с выходом ТТЛ-элемента 5, дополнительный п-р-п-транзистор 13 и пятый резистор 14, один вывод которого подключен к выходу ТТЛ-элемента Б, а другой - к базе дополнительного п-р-п-транзистора 13, эмиттер которого соединен с общей шиной 7, а коллектор - с базой п-р-п-транзистора 1.

Устройство работает следующим образом.

Допустим, на вход 4 подан уровень 1. Поскольку на входе п-р-п-транзистора 1 имеется интегрирующая цепочка на резисторе 3 и конденсаторе 6, то положительный перепад сигнала на входе 4 устройства достигает базы п-р-п-транзистора 1 с определенной задержкой. За это время ТТЛ-элемент 5 успевает сработать. В результате на выходе ТТЛ-элемента 5 получается низкий уровень потен циалла (U° 0), Поэтому р 1-р-транзистор 8 открывается. На выходе 2 устройства получается высокий уровень потенциала (U +5В), который поддерживает запертое состояние п-р-п-транзистора 1. Если в этом состоянии произойдет короткое замыкание выхода 2 устройства на общую шину 7, п-р-п-транзистор 1 откроется и на втором входе ТТЛ-элемента 5 окажется низкий потенциал. Следовательно, ТТЛ-элемент 5 перекЛючитсй, на его выходе потенциал повысится и р-п-р-транзистор 8 закроется. Тем самым предотвращается пробой р-п-р-транзистора 8 оттока короткого замыкания. За время срабатывания цепи обратной связи (п-р-птранзистор 1, ТТЛ-элемент 5 на резисторах 9 и 12) р-п-р-транзистор 8 открыт и через него протекает ток короткого замыкания. За это время, чтобы р-п-р-транзи стор 8 не пробивался, в его эмиттерной (или коллекторной) цепи установлен ограничивающий резистор 10.

устранении короткого замыкания п-р-п-транзистор 1 запирается, происходит обратное переключение ТТЛ-элемента 5 и опять открывается р-п-р-транзистор 8.

Затем на вход 4 устройства подан уровень О (и° 0). Поскольку ТТЛ-элемент 5 инвертирует логический сигнал, то на его выходе присутствует высокий уровень, поэтому р-п-р-транзистор 8 заперт, а дополнительный п-р-п-транзистор 13 открыт до насыщения, через который разряжается до низкого уровня потенциала конденсатор 6, будучи заряженный до высокого уровня потенциала входным сигналом 1. После разряда конденсатора 6 на базе п-р-п-транзистора 1 присутствует низкий уровень потенциала, поэтому он заперт. Следовательно, на выходе 2 устройства, т.е. на нагрузке, - низкий уровень потенциала. Вэтом случае при коротком замыкании выхода 2 устройства на общую шину 7, т.е. короткого :замыкания между сигнальной и экранной жилами нагрузочного кабеля или витой пары, нет опасности пробоя р-п-ртранзистора 8.

Таким образом, при отрицательном пе репаде сигнала разряд конденсатора 6 осут ществляется на через первый резистор 3 как в известном, а через насыщенный дополнительный п-р-п-транзистор 13. что обеспечивает быстродействие передачи отрицательного перепада сигнала, что позволяет повысить быстродействие устройства. 5Технико-экономическая эффективность

предлагаемого устройства передачи дискретных сигналов по сравнению с базовым заключается в том, что введение в схему дополнительного п-р-п-транзистора и резистора повышают быстродействие передачи отрицательных фронтов дискретного сигнала, а этим соответственно быстродействие всего устройства.

Использование изобретения позволит

5 создать быстродействующие устройства цифровой автоматики и вычислительной техники и тем самым расширить функциональные возможности их, а введенные в схему устройства элементы легко реализуется в микроэлёктронном исполнении, формул а изобретения Устройство передачи дискретных сигналов по авт. св. № 1311015, о т л и ч а ю.ще ес я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены дополнительный п-рп-транзистор и пятый резистор, один вывод которого подключен к выходу ТТЛ-элемента, а другой - к базе дополнительного п-р-птранзистора, эмиттер которого соединен с

0 общей шиной, а коллектор - с базой п-р-птранзистора.

Изобретение относится к импульсной технике и .может бь»ть использовано в устройствах цифровой автоматики и вычислительной техники. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства. Введение дополнительного транзистора 13 и резистора 14 обеспечивает ускорение передачи отрицательного перепада дискретного сигнала, так как разряд конденсатора 6 осуществляется не через первый резистор 3, а через насыщенный дополнительный транзистор 13, что позволяет повысить быстродействие устройства. 2 ил.

и 6X1

а

% 6

ОBjCj с

Сриг.Г

1L

фуг. 2