кольцевой СЧЕТЧИК НА ТУННЕЛЬНО-ДИОДНЫХ ТРИГГЕРАХ Советский патент 1973 года по МПК H03K23/80 

1

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники.

Известны кольцевые счетчики на туннельнодиодных триггерах. В качестве основных элементов триггеров кольцевого счетчика используются туннельные диоды, связь между которыми осуществляется переключателями тока на транзисторах.

Однако в известных счетчиках необходимо формировать по длительности входной счетный импульс, что трудно осуществить при построении быстродействующих счетных схем при работе их в широком диапазоне изменения окружающей температуры и изменения питающих напряжений.

С целью устранения критичности к форме и длительности входного импульса в предлагаемом счетчике коллекторы входных транзисторов токовых переключателей соединены с катодами опорных диодов, аноды которых соединены с базами входных транзисторов последующих токовых переключателей.

В предлагаемом счетчике подготовка к переключению туннельного диода в состояние «1 производится отрицательной полуволновой входного сигнала, а переключение в состояние «1 положительной полуволной; и наоборот, подготовка к переключению туннельного диода в состояние «О производится положительной полуволной, а само переключение из состояния «Ь в состояние «О - отрицательной, поэтому задерл ка подготовки переключения триггера определяется полупериодом входного сигнала.

Таким образом, моменты подготовки к переключению и само переключение каждого триггера в предлагаемой схеме оказываются привязанными к различным по полярностям полуволнам входного сигнала, а следовательно, разделенными во времени на полпериода входного сигнала. В связи с этим задержки распространения рабочих сигналов от ячейки к ячейке не накладывают ограничений на длительность входного воздействия.

На фиг. 1 дана принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - вольтамперная характеристика туннельного диода; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работу счетчика.

Кольцевой счетчик (фиг. 1) состоит из трех идентичных ячеек. Переключатели тока на транзисторах и 2, выполняют функции подготовки переключения триггера на туннельном диоде 3.

На каждый туннельный диод подается ток смещения /д или /Б в зависимости от состояния триггера предшествующей ячейки. Когда рабочая точка туннельного диода предществующей ячейки находится на первой восходящей ветви его вольт-амперной характеристики.

входной транзистор / переключателя тока закрыт, и на туннельный диод рассматриваемой ячейки иодается ток смещения /д, определяемый источником ЕК, величиной сопротивления резистора 4 и значением напряжения стабилизации опорного диода 5. Последний служит для сохранения необходимых разностей потенциалов между коллекторами и эмиттерами полупроводниковых триодов. Когда рабочая точка туннельного диода предшествующей ячейки находится на второй восходящей ветви, входной транзистор 1 токового переключателя открывается, на туннельный диод ячейки подается ток смещения /Б, величина которого равна

/Б /А - /о,

где /о - переключаемый транзисторами ток от генератора тока, образованного источником ЕЭ и резистором 6. Величины токов смещения /л и /Б выбираются соответственно ниже l и выще /2 - пиковых токов применяемого туннельного диода (фиг. 2).

Диод может находиться в состоянии «О или «1, которые показаны на характеристике. Транзисторные токовые ключи управляются туннельными диодами, подключенными к базам входных транзисторов. Значение величины ЕСМ выбирается из условия

и,Е,и,

для обеспечения срабатывания переключателя тока при изменении состояния соответствующего туннельного диода. Каждый ключ переключает ток в последующую ячейку, когда соответствующий туннельный диод переключается в состояние «1, управляя при этом статической нагрузочной прямой туЕнельнОго диода следующей ячейки, перемещая ее из положения А в положение Б. Входные импульсы тока подаются одновременно на все туннельные диоды через резисторы 7.

Схема работает следующим образом.

В зависимости от полярности входного воздействия ячейки счетчика могут находиться либо в состояниях I, III, V, либо в состояниях II, III, VI (см. таблицу). В каждом состоянии счетчика в кольце имеется лишь единственная ячейка, подготовленная для включения в состояние «1 (состояние «0л), либо подготовленная для выключения в состояние «и состояние «1Б , поэтому во время действия каждой полуволны входного сигнала в кольце переключается лишь одна ячейка. При воздействии полуволны положительной полярности переключается в состояние «1 та ячейка кольца, которая находится в состоянии «ОА, при этом в следующей за ней ячейке туннельный диод переводится без переключения в состояние «1Б , подготавливаясь к переключению в состояние «О, которое происходит после поступления следующей полуволны входного сигнала - полуволна противоположной отрицательной полярности (фиг. 3), при

воздействии которой переключается в состояние «О ячейка, находившаяся в состоянии «IB . При этом в следующей за ней ячейке туннельный диод переводится без переключения в состояние «Ол, подготавливаясь к переключению в состояние «1, которое происходит после поступления следующей полуволны входного сигнала (полуволна положительной полярности). Периодический входной сигнал меняет состояние триггеров кольца в соответствии с таблицей.

Предмет изобретения

Кольцевой счетчик на туннельно-диодных триггерах и транзисторных токовых переключателях, отличающийся тем, что, с целью устранения критичности к форме и длительности входного сигнала, коллекторы входных транзисторов токовых переключателей соединены с катодами опорных диодов, аноды которых соединены с базами входных транзисторов последующих токовых переключателей.