ИМПУЛЬСНЫЙ БИАКС-ТРАНЗИСТОРНЫЙ ТРИГГЕР СО СЧЕТНЫМ ВХОДОМ Советский патент 1968 года по МПК H03K3/51 

Изобретение относится к области вычислительной техники и автоматики, где оно может найти применение в счетчиках импульсов и сумматорах различных устройств цифровой автоматики и электронных цифровых вычислительных машинах.

Известно несколько схем импульсных феррит-транзисторных триггеров со счетным входом, в которых в качестве магнитных сердечников используются ферритовые торы, транс-флюксоры и др. Названные схемы имеют высокую помехоустойчивость и надежность, но не отличаются высоким быстродействием (не более 200-250 кгц), температурной устойчивостью (работают при температурах от - 20 до +60°С) и простотой устройства.

Предложенный триггер содержит транзистор и два биакса и отличается тем, что для повышения надежности, быстродействия и уменьшения числа активных элементов обмотка счетного входа последовательно проходит в окнах чтения биаксов. Обмотки установки «0» и «1» проходят встречно друг другу в окне записи второго биакса и в одинаковом направлении - в его окне чтения, но встречно обмотке счетного входа. Обмотка обратной связи от коллектора последовательно проходит во втором биаксе вместе с обмоткой установки «0» и в первом биаксе вместе с обмоткой счетного входа; выходная обмотка последовательно проходит в окне записи первого и второго биаксов к базе транзистора, а обмотка смещения - в окне записи первого биакса.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предложенного устройства; на фиг. 2 - осциллограммы импульсов тока и напряжений в схеме; на фиг. 3 - временная диаграмма работы устройства.

Кроме того, на чертежах приведены следующие условные обозначения:

- направления магнитных потоков в площадках биаксов триггера, находящегося в состоянии «0»;

- направления МДС, возникающих в площадках биаксов при прохождении первого счетного импульса тока.

В схему импульсного биакс-транзисторного триггера (ИБТТ) входят два биакса Б₁ и Б₂ с обмотками управления, один транзистор Т, балластное сопротивление R_к в цепи коллектора и сопротивление R_э отрицательной обратной связи в цепи эмиттера.

На биаксах ИБТТ имеются следующие обмотки управления: обмотки 1 и 2 счетного входа, приходящие последовательно через окна чтения биаксов Б₁ и Б₂; обмотка 3 смещения, проходящая в окне записи биакса Б₁; выходные обмотки 4 и 5, проходящие последовательно в окнах записи биаксов; коллекторные обмотки 6 и 7 положительной обратной связи, которые последовательно проходят через окна записи и чтения биакса Б₁ и окна чтения биакса Б₂; обмотка установки в состояние «1» 8, последовательно проходящая через окна чтения и записи биакса Б₂ и обмотка 9 установки в «0», проходящая последовательно через окна чтения и записи биакса Б₂. ИБТТ имеет один токовый импульсный выход и три токовых импульсных входа.

Работа триггера происходит следующим образом:

Перед началом работы триггер находится в «нулевом» состоянии. Окно записи биакса Б₁ постоянным током смещения I_см намагничено в состояние + B_r, окно чтения размагничено; окно записи биакса Б₂ намагничено в состояние - B_r, а его окно чтения размагничено; транзистор Т закрыт и коллекторный ток I_к отсутствует, на базу триода подано напряжение + Е_см.

Первый счетный импульс тока I_{сч. в} (см. фиг. 3, t₁), поступающий на счетный вход ИБТТ, размагничивает окно записи биакса Б₁ из состояния + B_r в состояние «0» и окно записи биакса Б₂ из состояния - B_r в состояние «0», намагничивая их окна чтения в состояние + B_r (см. фиг. 2). В результате этого в выходных обмотках 4 и 5 биаксов наводятся импульсы э.д.с., одинаковые по амплитуде, но разной полярности, которые компенсируют друг друга; на базу транзистора Т поступает лишь импульс помехи (транзистор не открывается). После окончания счетного импульса тока I_{cч. в} стенки окна записи биакса Б₁ током смещения намагничиваются в состояние + B_r, а стенки его окна чтения размагничиваются из состояния + B_r в состояние «0»; стенки окна записи биакса Б₂ остаются размагниченными, а стенки его окна чтения - в состоянии + B_r.

При намагничивании стенок окна записи биакса Б₁ в состояние + B_r током смещения в выходной обмотке 4 наводится импульс э.д.с. положительной полярности.

В результате действия первого счетного импульса и тока смещения ИБТТ устанавливается в «единичное» состояние, при этом стенки окна записи биакса Б₁ находятся в состоянии + B_m стенки окна чтения размагничены, стенки окна записи биакса Б₂ размагничены, стенки окна чтения намагничены в состояние + B_r (или - B_r) и транзистор Т закрыт.

При переключении ИБТТ из состояния «0» в состояние «1» триггер выходного импульса тока I_вых не выдает.

При подаче второго счетного импульса тока I_сч.в (см фиг. 3, t₂) стенки окна записи биакса Б₁ размагничиваются из состояния + B_m в состояние «0», стенки окна чтения намагничиваются в состояние + B_m, (состояние биакса Б₂ не изменяется). В выходной обмотке 4 биакса Б₁ наводится отрицательный импульс э.д.с., который открывает транзистор Т. Коллекторный ток, равный выходному току (I_к=I_вых), проходя по обмотке 7 биакса Б₂, перемагничивает его (стенки окна записи намагничиваются в состояние - B_r, стенки окна чтения размагничиваются), и в выходной обмотке 5 наводится отрицательный импульс э.д.с. Этот отрицательный импульс поддерживает транзистор в открытом состоянии до полного намагничивания стенок окна записи биакса Б₂ в состояние - B_r. Коллекторный ток I_к, проходя по обмотке 6 биакса Б₁, поддерживает в нем магнитное состояние, установленное действием второго счетного импульса (окно записи размагничено, окно чтения - в состоянии + B_m).

После окончания действия счетного импульса и при закрытии транзистора биакс Б₁ током смещения перемагничивается в исходное состояние, выдавая на базу транзистора положительный импульс напряжения, ускоряющий его закрытие.

Таким образом, от действия второго счетного импульса ИБТТ возвращается в «нулевое» состояние и на выходе выдается сигнал «1» в виде выходного импульса тока I_вых=I_к.

При подаче импульса тока I_у.1 установки в «1» (см. фиг. 3, t₃) стенки окна записи биакса Б₂ размагничиваются из состояния - B_r в состояние «0». В выходной обмотке 5 наводится положительный импульс э.д.с. (транзистор не открывается). Состояние биакса Б₁ не изменяется. В результате этого ИБТТ устанавливается в состояние «1».

Если в схему ИБТТ, находящегося в состоянии «1», подавать импульс тока I_у.0 установки в «0» (см. фиг. 3, t₆), то стенки окна записи биакса Б₂ намагничиваются в состояние - B_r, на выходной обмотке 5 наводится отрицательный импульс э.д.с., под действием которого транзистор открывается. Коллекторный ток, равный выходному току, проходя по обмотке 7 биакса Б₂, помогает установочному импульсу тока I_у.0 намагничивать стенки окна записи биакса Б₂ в состояние - B_r. Коллекторный ток I_к, проходя по обмотке 6 биакса Б₁, частично размагничивает, стенки его окна записи и частично намагничивает стенки окна чтения, вызывая появление отрицательного импульса э.д.с. в выходной обмотке 4 (этот импульс полностью открывает транзистор).

После окончания установочного «нулевого» импульса тока и полного намагничивания стенок окна записи биакса Б₂ в состояние - B_r транзистор закрывается и биакс Б₁ возвращается в исходное состояние.

В результате действия импульса тока I_у.0 схема ИБТТ переходит в «нулевое» состояние и на выход выдает сигнал «1» в виде импульса тока I_вых.

В предлагаемой схеме ИБТТ длительность счетных и установочных импульсов тока может быть взята равной, меньшей или большей длительности выходных импульсов тока.

Для устойчивой работы ИБТТ в его схеме необходимо выполнять следующие соотношения витков обмоток управления:

W₁=2W₂; W₇=3W₆; W₅=3W₄; W₁=2W₆

Из рассмотрения временной диаграммы работы ИБТТ следует (см. фиг. 3), что если ИБТТ находится в состоянии «0», то при подаче каждого нечетного импульса тока он переключается в состояние «1» без выдачи выходного импульса тока, а при подаче каждого четного счетного импульса - в состояние «0» с выдачей выходного импульса тока. Если ИБТТ находится в состоянии «1» то при подаче каждого нечетного счетного импульса тока он переключается в состояние «0» с выдачей на выход импульса тока, а при подаче каждого четного счетного импульса тока - в состояние «1» без выдачи выходного импульса тока.

Импульсный биакс-транзисторный триггер, со счетным входом содержащий транзистор и два биакса, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, быстродействия и уменьшения числа активных элементов, обмотка счетного входа пронизывает последовательно окна чтения обоих биаксов; обмотки установки нуля и единицы пронизывают встречно окно записи второго биакса и согласно его окно чтения, причем они направлены встречно обмотке счетного входа; коллекторная обмотка обратной связи проходит во втором биаксе вместе с обмоткой установки в нуль и в первом биаксе вместе с обмоткой счетного входа, выходная обмотка последовательно проходит окна записи обоих биаксов и подсоединена к базе транзистора, а обмотка смещения пронизывает окно записи первого биакса.