ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ Советский патент 1969 года по МПК H03K19/166 

Предложенный логический элемент на трехдырочном трансфлюксоре предназначен для построения малогабаритных бездиодных логических схем автоматики и вычислительной техники.

Известен логический элемент, выполненный на трехдырочном трансфлюксоре с перемычками равного поперечного сечения, содержащем входные обмотки, размещенные в крайних окнах, обмотки выхода и опроса, размещенные в центральном окне и обмотку сброса, состоящую из двух расположенных в крайних окнах и включенных согласно частей.

Предложенный элемент отличается тем, что в одном крайнем окне размещены три входные обмотки, две из которых направлены согласно, а третья встречно по отношению к ним, в другом окне сердечника размещены две обмотки, направленные согласно по отношению друг к другу и к третьей обмотке первого окна, с которой одна из них соединена последовательно, и тем, что обмотка опроса выполнена из двух половин, которые размещены на перемычках между центральным и крайними отверстиями и включены согласно.

Цель предложения заключается в расширении функциональных возможностей логического элемента и повышении экономичности устройств при использовании его для построения логических схем и обеспечении возможности форсировки процесса опроса. Предложенный элемент является многофункциональным, реализующим функционально полную систему логических функций. Он быть использован в логических схемах автоматики и вычислительной техники в качестве или эквивалентора, или инвертора, или антидизъюнктора (элемента, реализующего «антидизъюнкцию «отрицание дизъюнкции), или

импликатора (элемента, реализующего «импликацию), или антиконъюнктора (элемента, реализующего «антиконъюнкцию, «отрицание конъюнкции), или повторителя-усилителя, позволяющего разветвлять информацию в

три и большее количество воспринимающих элементов (сердечников). При наличии второго многофункционального элемента, реализующего логические функции «антиэквивалентность «дизъюнкция, «конъюнкция и

«ингибиция («запрет), появляется возможность построения логических схем в максимальной системе с помощью гаммы из логических элементов двух типов. При использовании предложенного многофункционального логического элемента в качестве повторителя-усилителя, позволяющего разветвлять информацию, например, в три или большее количество воспринимающих элементов, его магнитопровод выполняется на Ментах, а входными служат две согласно навитые обмотки того крайнего окна, где размещены три входных обмотки, причем одна из них нредназначена для подачи под.чежащего разветвлению сигнала, а вторая - для подачи того же опрашивающего импульса, что и на элемент, с которого считывается разветвляемая информация. На чертеже приведена схема предложенного многофункционального логического элемента. Логический элемент выполнен на трехдырочном трансфлюксоре с перемычками /, 2, 3 и 4 равного поперечного сечения, площади сечений всех участков сердечника которого равны, кроме примыкающих слева и справа к центральному окну, где они по крайней мере вдвое больще. Стрелка.ади е, -f, g, h на сердечнике 5 -указаны направления остаточной намагниченности перемычек /-4 в исходном состоянии, т. е. после воздействия импульса «сброс («стирание), полярность которого указана стрелкой на обмотке сброса 6. Однополярные входные сигналы и соответствующие им обмотки обозначены буквами а, в, с, d. Каждый входной сигнал (полярности входных сигналов показаны стрелками на обмотках а, в, с, d) рассчитывается на переключение потока в зоне вокруг соответствующего крайнего окна, а двуполярный сигнал «опрос - в зоне вокруг центрального окна. Источник должен обеспечивать трехканальную систему питания логических схем со двигом 120° между одноименными импульсами. При питании логических схем импульс сброса сбрподается в обмотки сброса элементов 1,4,7-го и т. д. рядов, т. е. в элементы 1 + 3ft рядов, где п - числа натурального ряда; импульс сброса /сбрд зл воздействует одновременно на элементы 2,5,8-го и т. д. рядов, т. е. на элементы 2-}-Зд рядов; наконец, импульс сброса /сбр, поступает одновременно в обмотки сброса элементов 34-3rt рядов, т. е. 3,6,9-го и т. д. Аналогично запитываются обмотки опроса 7 импульсами /опр, ° Р2+Зп ° Рз+Зя Трансфлюксор с входными обмотками с и d отперт при значениях входных сигналов c rf 0 в первом случае остаточные намагниченности горизонтальных перемычек направлены так, как показано стрелками e,l,g, h, а во втором их направления изменяются на противоположные, так как каждый из входных сигналов переключает поток вокруг своего крайнего окна в направлении против часовой стрелки. В обоих случаях остаточные намагниченности горизонтальных перемычек 2 и 3 направлены согласно в зоне вокруг центрального окна, т. е. трансфлюксор отперт. Трансфлюксор запирается после воздействия одного любого входного сигнала (с или d) по соответствующей обмотке (с или d), переключающего поток вокруг соответствующего крайнего окна в направлении против часовой стрелки. Следовательно, трансфлюксор с входными обмотками сии является эквивалентором, реализующим функцию с d. Трансфлюксор является инвертором, если в качестве входной использовать обмотку а (или обмотку с, или обмотку d), а входной сигнал подавать так, как указано стрелкой на соответствующей обмотке: при а 0 (или с О, или uf 0) трансфлюксор отперт, и подача сигнала «опрос вызывает появление «единицы на выходе; при а 1 (или с 1, или d ) трансфлюксор запирается, и под действием сигнала «опрос на выходе появляется «нуль. Если в качестве входных обмоток элемента использовать обмотки а и с трансфлюксора, сигналы в которые подавать так, как указано стрелками на этих обмотках, то получаем возможность реализовать антидизъюнкцию aVc; т. е. при а с 0 трансфлюксор отперт, а подача одного любого или обоих входных сигналов приводит к его запиранию. При реализации «импликации следует в качестве входных использовать обмотки в и а (или с) трансфлюксора. Полярности входных сигналов указаны стрелками на обмотках. При а б 0ипри а 0, трансфлюксор отперт (в последнем случае потоки реверсируются вокруг каждого из крайних окон под воздействием сигнала по обмотке в). При а, в О поток переключается только вокруг верхнего крайнего окна, - трансфлюксор запирается. Поступление обоих входных сигналов приводит к изменению направления остаточного потока вокруг центрального окна на противоположное по сравнению с указанным - трансфлюксор отпирается. Если в качестве входных использовать обмотки s и d, то реализуется импликация . Используя в качестве входных обмотки а и с и изменяя в последней направление входного сигнала на обратное, указанному на чертеже, получим возможность реализации импликации при а О, с 1 сигнал с подтверждает намагниченность вокруг верхнего крайнего окна, достигнутую после «сброса ; при а-с напряженности входных сигналов взаимно компенсируются, но трансфлюксор остается отпертым; только при а 1, с 0 трансфлюксор остается отпертым; только при а 1, с О трансфлюксор запирается. Если изменить направление воздействия сигнала, то трансфлюксор с входными обмотками айв можно использовать и в качестве антиконъюктора, для чего сигнал должен быть подан на обмотку а гак, чтобы ток протекал через эту обмотку от зажима а Д. Таким образом, напрял;енности входных сигналов а и е направлены встречно в зоне вокруг верхнего окна. Так как «сброс отпирает трансфлюксор, то пр.и а в О на выходе

флк)ксор остается отпертым, ибо потоки переключаются вокруг обоих крайних окон. При , намагниченность магнитопровода, достигнутая после «сброса, сохраняется, потому что сигнал а воздействует на зону вокруг верхнего окна в направлении по часовой стрелке. Наконец, при а поток переключается только вокруг нижнего окна, так как в зоне верхнего напряженности сигналов направлены встречно. Следовательно, трансфлюксор запирается только при а в.

При построении некоторых логических схем автоматики и вычислительной техники на трансфлюксорах может понадобиться повторитель-усилитель (ПУ), позволяющий разветвлять информацию, например, в три или большее количество воспринимающих элементов. Таким повторителем-усилителем может служить элемент на базе предложенного элемента со входными обмотками а и с, выполненный на сдвоенных или строенных сердечниках. В одну из входных обмоток подается подлежащий разветвлению сигнал В, воздействующий на зону вокруг верхнего крайнего окна в направлении по часовой стрелке, а в другую - тот же приводной импульс С, что и на элемент, с которого считывается подключающая разветвлению информация. Сигнал С действует в зоне вокруг верхнего окна ПУвнанравлении против часовой стрелки. Если S 0, то сигнал С перемагничивает зону вокруг верхнего окна в направлении против часовой стрелки и элемент запирается. При напряженности сигналов В и С взаимно компенсируются, ПУ отперт.

Кроме указанных двухместных, описанный элемент реализует некоторые трех- и четырехместные логические функции. Так, например, при подаче сигналов а, с и d в одноименные обмотки реализуется трехместная функция (avc) d. Примером реализации четырехместной функции является реализация выражения (eud) (avevc), осуществляемая при подаче сигналов а, в, с н d так, как указано стрелками на одноименных обмотках.

Для увеличения мощности выходного сигнала и скорости считывания информации желательно повыщать напряженность опрашивающего поля. Однако при этом в элементе возникает опасность ложной разблокировки, т. е. отпирания запертого трансфлюксора сигналом «опрос (например, при воздействии «опроса на сердечник эквивалентора в направлении против часовой стрелки вокруг центрального окна после подачи входных сигналов с 1, d О имеется опасность переключения потока через горизонтальные перемычки 2 и 4). Ослабление ограничения импульса «опрос по верхнему уровню достигается выбором соответствующего соотношения размеров центрального и крайних окон, а также размещением обмотки «опрос на горизонтальных перемычках 2 и 3. (Могут быть использованы и другие способы ослабления этого ограничения).

Опрос необходимо производить двуполярными импульсами: положительный импульс Пдг, действующий по часовой стрелке, служит для подготовки зоны вокруг центрального окна, являясь подготавливающим, а отрицательный Прв, действующий в зоне вокруг центрального окна против часовой стрелки,- для считывания информации, являясь собственно опрашивающим, приводным. Действительно, например, в эквиваленторе после зона вокруг центрального окна насыщена против часовой стрелки, поэтому двуполярный импульс опроса дважды реверсирует магнитный поток, вызывая на выходе появление двух разнополярных импульсов. После воздействия входных сигналов с d I зона вокруг центрального окна эквивалентора насыщается по часовой стрелке, поэтому подготавливающий импульс только подтверждает это состояние, а на выходе появляется однополярный сигнал под воздействием приводного импульса опроса. Кроме того, использование двуполярных импульсов опроса необходимо для устранения некоторой неопределенности магнитного состояния сердечника эквивалентора после записи c . При одновременном поступлении этих сигналов магнитный поток может переключаться или по пути, охватывающему все три окна, без изменения потока в перемычках 2 и 3, или вокруг каждого из крайних окон. В первом случае при записи возникает выходной сигнал.

Импульс «сброс в некоторых случаях вызывает появление выходного сигнала. Так,

например, в эквиваленторе после считывания записи c воздействие сброса переключает поток по пути, охватывающему три окна (т. е. по пути: вертикальные перемычки У и 4 - горизонтальные перемычки 2 и 3). Это

необходимо учитывать при построении схем с точки зрения опасности ложной прямой передачи информации. Так как переключающийся под воздействием импульса «сброс поток пронизывает и входные обмотки, то возможна

и обратная ложная передача информации.

Прямая и обратная передачи информации в схемах, построенных с помощью предлагаемого многофункционального логического элемента, предотвращаются благодаря

трехканальной системе питания.

Под действием части импульса «сброс устанавливается начальное состояние остаточной намагниченности сердечника. Если при сбросе выходной сигнал отсутствует, то в воспринимающем сердечнике в это время происходит подготовка зоны вокруг центрального окна. В случае появления выходного сигнала при сбросе прямая ложная передача информации предотвращается частью подготавливающего импульса «опрос, а вторая часть этого импульса после окончания сброса передающего сердечника подготавливает зону вокруг центрального окна воспринимающего. Так как подготовка, как отмечалось выше,

лением выходного сигнала, то для предотвращения прямой передачи информации во время подготовки передающего сердечника воспринимающий удерживается в начальном состоянии запрещающей частью импульса «сброс.

Импульс сброса снимается с воспринимающего сердечника одновременно с окончанием подготовки передающего. Выходной сигнал, вызываемый приводным импульсом, записывает информацию в воспринимающий сердечник.

При значениях входных сигналов, вызывающих в одиночном элементе переключение потока по пути, охватывающему три окна, на выходе во время записи появляется импульс. При работе же элемента в схеме во время записи в передающий трансфлюксор сердечник воспринимающего удерживается в начальном состоянии запрещающей частью «сброса, благодаря чему выходная обмотка передающего элемента оказывается замкнутой на относительно небольшом сопротивлении. Теперь входные сигналы в передающем трансфлюксоре переключают потоки вокруг каждого из крайних окон, а не по пути, охватывающему три окна.

8 Предмет изобретения

1. Логический элемент, выполненный на трехдырочном трансфлюксоре с перемычками равного поперечного сечения, содержащем входные обмотки, размещенные в крайних окнах, обмотки выхода и опроса, размещенные в центральном окне, и обмотку сброса, состоящую из двух расположенных в крайних окнах

и включенных согласно частей, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения экономичности элемента, в одном крайнем окне размещены три входные обмотки, две из которых направлены согласно, а третья-встречно по отношению к ним, в другом окне сердечника размещены две обмотки, направленные согласно по отношению друг к другу и к третьей обмотке первого окна, с которой одна из них соединена последовательно.

2. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что, с целью улучшения условий считывания, обмотка опроса выполнена из двух половин, которые размещены на перемычках между центральным и крайними отверстиями и включе ны согласно.

выход