Логический элемент Советский патент 1976 года по МПК H03K19/16 

Пьезокерамическая пластина 12 является общей генераторной секцией пьезотрансформатора и акустически связана с секниями воз буждения экранирующим электродом 13, подключенным ,к общей точке устройства. С помощью выходного электрода 14 пластина 12 через резистор 15 подсоединена к управляющему входу 16, а также через конденсатор 17 и операционный усилитель 18 связана с выходом 19 логического элемента. Оиисываемый элемент ири реализации логической операции «И работает следующим образом. В исходном состоянии иоляризация пласти)1Ы 12 имеет максимально возможную величину, а направление ее определяется иолярностью входных импульсов схемы. Предиоложим, информационные и мпульсы напряжения положительной нолярности присутствуют одновременно на входах 6 и 7. Тогда вследствие нрямого включения диодов 8, 9 И Мпульсное напряжение будет приложено также к компенсирующей секции возбуждения, а в пьезокерамической пластине 2 в результате обратного пьезоэффекта возникнут импульсные механические деформации, которые распространятся в пластину 12 генераторной секции, в выходном электроде 14 которой в соответствии с явлением прямого пьезоэффекта наведутся электрические заряды как положительного, так и отрицательного знака. При этом 2/3 заряда, обусловленные механической деформацией информационных секций возбуждения, имеют один знак, а 1/3 заряда, вызванного механической деформацией комненсирующей секции - противоположный знак. 1/3 часть нескомпенсированного заряда q в электроде 14 приведет к возникновению на выходе пьезотрансформатора 1 импульса напряжения, амплитуда которого равна U (С2 - емкость конденсатора, образованного электродами 13, 14 и иластиной 12.) Импульс напряжения с выхода ньезотрансформатора 1 через разделительный конденсатор 17 и oneрационный усилитель 18 поступает на выход 19. Для обеспечения нормального функциони)ования синхронно с информационными пмпульсамн напряжения, ноступа101л, на логические входы 6, 7, иа комиенсирующий вход 11 подают имиульспый сигнал положительной нолярности одинаковой с ними амплитуды и формы и, таким образом, иредохраияют закорачивание компенсирующей секции возбуждения полупроводниковым диодом 10 в момент действия информационного сигнала. Если имнульсный сигнал напряжения нрисутствует только на одном из логических входов 6 или 7 схемы, то на выходе иьезотрансформатора 1 импульс нанряжения отсутствует вследствие взаимной комненсации равных зарядов противоположного знака, наведенных в электроде 14. Разделительные диоды 8 и 9 предотвращают одновременное приложение положительных импульсов напряжения к информационным секциям возбуждения при поступлении их на один из ;зходов (6 или 7) и, кроме того, через них осуществляется заряд конденсатора, образованного электродами 5, 13 и участком пластины 2 под электродом 5, а разряжается он через диод 10 при отсутствии компенсирующего импульса напряжения. Таким образом, только нри одновре.менном нри.;утствии на входах 6, 7 информационных импульсов напряжения положительной нолярности и компенсирующего импульса на входе 11 на выходе 19 логической схемы появится импульс напряжения, а во всех других случаях выходной сигнал отсутствует. Наряду с выполнением логической операции И элемент может быть использован в качестве аналогового элемента памяти, аналоговая информация в котором выражается через коэффициент передачн пьезотрансформатора и устанавливается электрическим путем. Для этого ко входу 16 и общей точке устройства прикладывается электрическое постоянное или имиульсное напряжение необходимой величины и знака, достаточное для изменения уровня поляризации генераторной секции. Контроль записанной аналоговой информации осуществляется по амплитудному признаку на выходе логической схемы. Разделительные резистор 15 и конденсатор 17 предохраняют генераторную секцию ньезотрансформатора от больших зарядных токов, а вход операционного усилителя от постоянного напряжение заниси аналоговой информации. В случае использования элемента как самостоятельного элеме)1та аналоговой памяти достаточно объединить входы 6, 7, 11 в общую точку и к ней, а также общей точке логической схемы ириложить импульсы напряжения положительной полярности (импульсы возбуждения пьезотрансформатора). Для реализации логической операции ИЛИ достаточно комненсирующей вход 11 нодсоединить к общей точке схемы. Увеличение числа входов логического эле.мента может быть получено объединением (фиг. 2) несколько двухвходовых логических элементов. С этой целью выходы двух логических элементов соединяются с информационными логическими входами третьего логического элемеита и, таким образом, образуется логический элемент с четырьмя входами и одним выходом. Ввод в щирокополосный пьезотрансформаор компенсирующей секции возбуждения, а акже иснользование разделительных диодов разделительных резистора и конденсатора озволило значительно расширить функциоальные возможности схемы и, кроме того, поысить ее помехозащищенность. Форм у л а и 3 о б р е т е н и я Логический элемент по авт. св. № 320058, тличающийся тем, что, с целью увелиения чргсла реализуемых логических функций

и повышения помехозащищенности, в пьезотрансформатор введена поляризованная в противоположном направлении информационным секциям возбуждения компенсирующая секция, входной электрод которой через разделительные полупроводниковые диоды подсоединен к логическим и компенсирующему входам, а вход усилителя и управляющий вход

б

логического элемента соединены с выходным электродом генераторной секции соответственко через разделительные конденсатор и резистор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Японии, кл. 98/7/ С 24 Л 47- 11610, 1972.

13

15

Т Tl

SZZZZ2Z ZZ 2ZZZZZ

И t 1 t

L4

/f W

I I f j f

uz.i

p .0

Puz.i