Многоустойчивый магнито-транзисторный элемент Советский патент 1974 года по МПК H03K3/14 

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может использоваться в многоустойчивых элементах, используемых при построении счетчиков импульсов, делителей частоты, программно-временных устройств, элементов задержки и импульсных интеграторов.

Известны многоустойчивые магнитно-транзисторные элементы па сердечниках с прямоугольной петлей гистерезиса, содержащие основной транзистор, запоминающий трансформатор на сердечнике с прямоугольной петлей гистерезиса, обмотка записи которого подключена к щине питания через конденсатор и резистор, другой резистор, включенный параллельно цепи записи.

Однако в известном магнитоустойчнвом магнито-транзисторном элементе при коэффициенте прямоугольности сердечника с прямоугольной петлей гистерезиса сс-1 прекращается его функционирование. Так как импульс для включения выходного транзистора формируется за счет непрямоугольности сердечника с прямоугольной петлей гистерезиса, это приводит к необходимости отбора сердечников с прямоугольной петлей гистерезиса с двусторонним (по максимуму и минимуму) ограничением по коэффициенту прямоугольности. В качестве запрещающего элемента используется полупроводниковый диод с нерегулируемым временем рассасывания неосновных носителей, что, в свою очередь, делает практически невозможным постановку смещения на выходной транзистор, и как следствие,

ограничивает область устойчивой работы в координатах напряжения питания - температура окружающей среды и снилсает верхний частотный передел по быстродействию ( КГц). Для обеспечения устойчивого

функционирования известного многоустойчивого элемента необходим отбор сердечников и диодов.

Цель изобретения - повышение быстродействия и исключение подбора входящих элементов при изготовлении многоустойчивых магнитно-транзисторных элементов.

Эта цель достигается тем, что в устройство введены дополнительный транзистор и импульсный трансформатор на сердечнике с непрямоугольной петлей гистерезиса, база основного транзистора соединена с коллектором дополнительного транзистора и с выходной обмоткой импульсного трансформатора, первая входная обмотка которого включена

согласно и последовательно с обмоткой записи запоминающего трансформатора, а вторая входная обмотка импульсного трансформатора соединена с коллектором основного транзистора и через обмотку считывания запоминающего трансформатора подключена к нагрузке, а база дополнительного транзистора лодключена к выходной обмотке запомииающего трансформатора.

На чертеже изображена афинципиальная схема предлагаемого многоустойчивого магнитно-транзисторного элемента.

Схема содержит запоминающий трансформатор 1 на сердечнике с прямоугольной петлей гистерезиса с обмотками 2, ii, 4 и 5 записи, считывания, выходной и сбросовой, соответственно, импульсный трансформатор b на сердечнике с непрямоугольной петлей гистерезиса с входными обмотками 7 и 8, выходной и установочной обмотками 9 и 10, основной и дополнительный транзисторы 11 и 12, резисторы 13, 14, 15 и 16 и конденсатор 17.

Многоустойчивый магнитно-транзисторный элемент работает следующим образом.

В исходном состоянии после подачи напряжения питания состояние сердечника запоминающего трансформатора 1 - произвольное. После подачи импульса «Сброс на обмотку 10 импульсного трансформатора 6 происходит регенеративный процесс в блокинг-генераторе на транзисторе 11 и трансформаторе 6, и коллекторным током транзистора 11 по обмотке 3 считывания сердечник запоминающего трансформатора 1 устанавливается в исходное состояние, положим, в состояние отрицательной намагниченности. Установку сердечника трансформатора 1 в исходное состояние можно также осуществлять импульсом «Сброс по обмотке 5.

Ток поступающего счетного ймпульса распределяется между резисторами 13 и 14 обратно пропорционально их величинам.

При этом ток, протекающий через резистор 14, заряжает конденсатор 17 и образует вольт-секундный импульс заранее выбранный постоянной величины, который, воздействуя на обмотку 2 записи трансформатора 1, изменяет магнитный поток в сердечнике на заранее выбранную велечину и, одновременно, по первой входной обмотке 7 перемагничивает сердечник импульсного трансформатора 6. По окончании счетного импульса конденсатор 17 разряжается ло цепи конденсатор 17 - резисторы 13 и 14, образуя также вольт-секундный имлульс, обратный ло направлению и .меньщий по величине, который частично восстанавливает величину магнитного потока в сердечнике трансформатора 1 и образует в обмотке 9 сердечника трансформатора б импульс напряжения, способствующего включению транзистора 11.

Таким образом, по окончании счетного импульса и разряда конденсатора 17 величина магнитного потока в сердечнике трансформатора 1 уменьщается на заранее выбранную в соответствии с коэффициентом накопления величину, определяемую разностью -вольт-секундных импульсов на переднем и заднем фронтах счетного импульса.

Параметры базовой цепи транзистора 12 выбирают из условия обеспечения времени

его насыщения за счет заряда от неосновных носителей е базе от импульса тока, возникающего в выходной обмотке 4 при изменении намагниченности сердечника трансформатора 1

в течение времени заряда конденсатора 17, больщего длительности счетного имлульса. При этом условии имлульс, возникающий в обмотке 9 сердечника трансформатора 6 в течение разряда конденсатора 17, будет защунтирован открытым транзистором 12, что предотвратит открывание транзистора 11.

Этот процесс в многоустойчивом магнитнотранзисторном элементе происходит при поступлении последующих входных счетных импульсов. При этом после уменьшения магнитного потока в сердечнике трансформатора 1 до нуля он начинает возрастать в направлении положительной намагниченности. При поступлении лоследнего счетного импульса (в соответствии с расчетным коэффициентом накопления) изменение магнитного потока в сердечнике трансформатора 1 очень незначительное и, в основном, олределяется только коэффициентом непрямоугольности

сердечника трансформатора 1.

При этом параметры базовой цепи транзистора 12 выбирают так, чтобы транзистор 12 не открывался, или .время его от1фытого состояния при изменении намагниченности сердечника трансформатора в течение заряда конденсатора 17 было существенно меньще длительности счетного импульса.

При этих условиях, импульс, возникающий в обмотке 9 трансформатора 6 в течение времени |разряда конденсатора 17, не будет щунтироваться закрытым транзистором 12 и обеспечит включение транзистора 11.

При включении транзистора И устанавливается регенеративный процесс, в результате

которого коллекторным током транзистора 11 по обмотке 3 считывания сердечник трансформатора 1 устанавливается в исходное состояние, и за счет перемагничивания трансформатора 6 на выходе cxeiMbi формируется

импульс, который определяет заданный коэффициент пересчета.

При лоследовательном включении нескольких многоустойчивых элементов нагрузкой каждого предыдущего элемента является

цепь записи последующего элемента.

Предложенный .многоустойчивый магнитнотранзисторный элемент имеет смещение активных элементов, что стабилизирует режим работы транзисто.ров 11 и 12, позволяет ловысить быстродействие, так как ускоряет рассасывание неосновных носителей в транзисторах 11 и 12, а также повышает помехоустойчивость. Использование в предлагаемой схеме в

качестве запрещающего элемента транзистора (дополнительный транзистор 12) вместо диода (в прототипе) позволяет осуществить два независимых контура, один из которых управляет выходным транзистором (основной

транзистор 11), т. е. формирует выходной им