Счетчик Советский патент 1979 года по МПК H03K23/08 H03K23/25 

Изобретение относится к области импульсной техники и может использоваться в качестве двоичного счетчика сохраняющего информацию при отключении питания в системах автоматики и телемеханики.

Известны аналогичные по назначению устройства, содержащие в разрядах счетчика ключевые элементы (триггеры на. транзисторах, динисторы и т.д.) и элементы с прямоугольной петлей гистерезиса 1.

Недостатком таких устройств является низкая надежность. Это связано с тем, что эти.устройства работоспособны при апериодическом характере процесса нарастания и спада напряжения питания при их включении или. выключении. Однако если процессы нарастания, спада или изменения напряжения питания носят колебательный характер, или время отсутствия питания мало, то устройства теряют способность сохранятьинформацию.

Известен счетчик, содержащий в каждом разряде транзисторы р-п-р и п-р-п проводимости, диод и резисторы, эмиттеры транзисторов р-п-р и п-р-п проводимости соединены между собой, а коллекторы соеди 1ены через

2

резисторы соответственно с отрицательной и положительной шинами питания 2 .

недостатком этого счетчика является низкая Надежность.

Целью изобретения является повышение надежност.и.

Это достигается тем, что в предлагаемый счетчик дополнительно введены вспомогательные транзисторы ) и п-р-п проводимости, резисторы, а в каждый разряд-дополнительно введены два дополнительных транзистора р-п-р .и один дополнительный

Б транзистор п-р-п проводимости, три резистора и мифистор, входы управления которого соединены с эмиттерами транзисторов и общей шиной, замыкающий электрод мифистора соединен чеарез резистор с базой первого дополнительного транзистора р-п-р проводимости и с анодом диода , катод которого соединен с эмиттером второго дополнительного транзистора р-п-р про3водимости, базой транзистора р-п-р проводимости и через резистор с положительной шиной питания, размыкающий электрод мифистора соединен с коллектором первого дополнительного тран0зистора р-п-р проводимости и с эмит тером дополнительного транзистора п-р-п проводимости, база которого соединена через резистор с,шиной установки нуля, а коллектор соединен с положительной шиной питания, база второго дополнительного транзистора р-п-р проводимости соединена с коллектором транзистора п-р-п проводимости предьщущего разряда, а коллектор второго дополнительного транзистора р-п-р проводимости каждого разряда, кроме первого, соединен с эмиттером вспомогательного транзистора р-п-р проводимости, база которого через резистор соединена с эмиттером второго пополнительного транзистора р-п-р проводимости первого разряда, а коллектор вспомогательного транзистора р-п-р проводимости соединен с отрицательной шиной питания, эмиттер первого дополнительного транзистора р-п-р проводимости каждого разряда соединен с коллектором первого дополнительного транзистора р-п-р проводимости предьвдущего разряда, эмиттер первого дополнительного транзистора р-п-р проводимости первого разряда соединен с входом счетчика и через резистор с базой вспомогательного транзистора п-р-п проводимости, эмиттер которого соединен с общей шиной, а коллектор с базой второго дополнительного транзистора р-п-р проводимости первого разряда и через резистор с положительной шиной питания, коллектор первого дополнительного транзистора р-п-р проводимости последнего разряда соединен через резистор с общей шиной.

Структурная схема предлагаемого счетчика показана на чертеже.

Счетчик содержит вспомогательные транзисторы р-п-р 1 и п-р-п 2 проводимости, резисторы 3-12, в каждом разряде транзисторы р-п-р 13-1 - 13-3 и п-р-п 14-1 - 14-3 проводимости, диод 15-1 - 15-3, эмиттеры транзисторов р-п-р и п-р-п проводимости соединены между собой, а коллекторы соединены через резисторы соответственно с отрицательной 16 и положительной 17 шинами питания, два дополнительных транзистора р-п-р 18-1 - 18-3 и 19-1 - 19-4 и один дополнительный транзистор п-р-п 20-1 - 20-3 проводимости и мифистор 21-1 - 21-3, входы управления которого сое.динены с эмиттерами транзисторов и общей шиной 22, замыкающий электрод мифистора соединен через резистор с базой первого дополнительного транзистора р-п-р проводимости и с анодо диода, катод которого соединен с эмиттером второго дополнительного транзистора р-п-р проводимости и базой транзистора р-п-р проводимости и через резистор с положительной шиной питания, размыкающий электрод Miфистора соединен с коллектором первого дополнительного транзистора р-п-р проводимости и с эмиттером дополнительного транзистора п-р-п проводимости f база которого соединена через резистор с шиной установки нуля, а коллектор соединен с положителной шиной питания, база второго дополнительного транзистора р-п-р проводимости соединена с коллектором транзистора п-р-п проводимости предыдущего разряда, а коллектор второго дополнительного транзистора р-п-р проводимости каждого разряда, кроме первого, соединен с эмиттером вспомогательного транзистора р-п-р проводимости, база которого через резистор соединена с эмиттером второго дополнительного транзистора р-п-р проводимости, коллектор которого соединен с отрицательной шиной питания, эмиттер первого дополнительного транзистора р-п-р проводимости каждого разряда соединен с коллектором первого дополнительного транзистора р-п-р проводимости предыдущего разряда, эмиттер первого дополнительного транзистора р-п-р проводимости первого разряда соединен с входом счетчика и через резистор с базой вспомогательного транзистора п-р-п проводимости, эмиттер которого соединен с общей шиной, а коллектор с базой второго дополнительного транзистора р-п-р проводимости первого разряда и через резистор с положительной шиной питания, коллектор первого дополнительного транзистора р-п-р проводимости последнего разряда соединен через резистор с общей шиной.

Счетчик работает следующим образом.

В исходном состоянии все транзисторы счетчика заперты и при отсутствии входного воздействия, вне зависимости от записанной в счетчике информации, схема практически не потребляет энергии от источника питания, который в принципе может быть совсем отключен. Все транзисторы работают в ключевом режиме.

Первый входной импульс отпирает транзистор 2, который в свою очередь отпирает транзистор 19-1 и на базу транзистора 13-1 поступает отрицательный импульс, одновременно с ним через транзистор 18-1 прошедший положительный импульс шунтируется исходно-замкнутым электродом мифистора первого разряда, который блокируе цепь сквозного переноса нулей. Отрицательный импульс отпирает транзистор 13-1 и через его эмиттер-коллекторную цепь и входную цепь мифистора 21-1 протекает отрицательный импульс тока.

После окончания действия входного импульса все работавшие транзисторы

запираются, а мифистор переключается, т.е. единичный вход триггера база транзистора 13-1, шунтируется замыкающим электродом мифистора 21-1 нулевой вход триггера - база транзистора 14-1 оказывается подготовленной к приему положительного входного импульса через транзистор 18-1 цепи сквозного переноса.

Второй входной- импульс, поступивший на вход счетчика, пройдет сынвертировавшись на базу транзистора 13-1 и зашунтируется замыкающим злектродом мифистора и через открытый по базе нулевым потенциалом транзистор 18-1 пройдет на базу транзистора 14и отопрет его. По коллекторо-эмиттерной цепи транзистора 14-1 и входной цепи мифистора потечет положительный импульс тока, который отопрет также транзистор 19-2 с которого, уже отрицательный импульс, поступит на единичный вход триггера второго разряда откроет транзистор 13-2, в результате чего через мифистор 21-2 протекает ток отрицательной полярности. После прекращения действия входного импульса, мифистор первого разряда переключается в исходное состояние, а мифистор второго разряда в единичное состояние. В триггере запишется число 0010.

Третий входной импульс, также как первый, переключит мифистор первого разряда, и в счетчике зафиксируется число 0011.

Четвертый входной импульс пройдет по цепи сквозного переноса через транзисторы 18-1 и 18-2 первого и второго разрядов счетчика и поступит на базы транзисторов 14-1 и 14-2 первого и второго разрядов, и через транзистор 19-2 отрицательный импульс поступит на базу транзистора 13-3. После окончания действия входного импульса первый и второй разряд счетчика установится в ноль, а третий - единицу. В счетчике - 0100.

Сброс счетчика осуществляется подачей на вход 23 положительного импульса, который отпирает транзисторы 20-1 - 20-3 и, если данный К-ый разряд стоит в единице, то транзистор 14 -К отпирается и обеспечивает ток во входной цепи мифистора, вызывая его сброс, а так как при этом входной сигнал отсутствует, то транзистор 1 заперт положительным потенциалом по базе через резисторы 12 и 7-1 и транзистор 19-К от сигнала переноса с транзистора 14-К открыться не может, следовательно межкаскадных переносов не возникает и нет опасности ложных срабатываний триггеров при сбросе счетчика.

Использование в качестве статической памяти мифистора, имеющего очень низкое входное сопротивление (доли ома) и достаточно мощный сигнал управления (амперсекундная площадь импульса тока) значительно повышает помехоустойчивость схемы; работа всех тра,нзисторов в ключевом режиме и некритичность к характеру питающего напряжения, значительное уменьшение различньох компонентов схемы, исключение реактивных элементов также увеличивает надежность схемы. Организация двух разделительных цепей переноса счетчика кроме увеличения структурного быстродействия схемы позволила значительно упростить его структуру.

Формула изобретения

Счетчик, содержащий в каждом разряде транзисторы р-п-р и п-р-п проводимости, диод и резисторы, эмиттеры транзисторов р-п-р и п-р-п про0водимости соединены между собой, а коллекторы соединены через резисторы соответственно с отрицательной и положительной шинами питания, отличающийся тем, что, с целью

5 повьпиения надежности в счетчик дополнительно введены вспомогательные транзисторы р-п-р и п-р-п проводимости, резисторы, а в каждый разряд дополнительно введены два дополни0тельных транзистора р-п-р и один дополнительный транзистор п-р-п проводимости, три резистора и мифистор, входы управлениякоторого соединены с эмиттерами транзисторов и общей

5 шиной, замыкающий электрод мифистора соединен через резистор с базой первого дополнительного транзистора р-п-р проводимости и с анодом диода, катод которого соединен с эмиттером

0 второго дополнительного транзистора р-п-р проводимости, базойтранзистора р-п-р проводимости и через резистор с положительной шиной питания , размыкающий электрод мифистора. соединен с коллектором первого допол5нительного транзистора р-п-р проводимости и с эмиттером дополнительного транзистора п-р-п проводимости, база которого соединена через резистор с шиной установки нуля, а коллектор соединен с положительной шиной питания, база второго дополнительного транзистора р-п-р проводимости соединена с коллектором транзистора п-р-п проводимости предыдущего разряда, а коллектор второго дополнительного транзистора р-п-р проводимости каждого разряда, кроме первого, соединен с эмиттером вспомогательного транзистора р-п-р проводимости, база которого через резистор соединена с

0 эмиттером второго дополнительного транзистора р-п-р проводимости первого разряда, а коллектор вспомогательного транзистора р-п-р проводимости соединен с отрицательной шиной пита76ния, эмиттер первого допоянительного транзистора р-п-р проводимости каткдого разряда соединен с коллектором первого дополнительного транзистора р-п-р проводимости предьщущего разря да, эмиттер первого дополнительного транзистора р-п-р проводимости первого разряда соединен с входом счетчика и через резистор с базой вспомогательного транзистора п-р-п проводимости, эмиттер которого соединен с общей шиной, а коллектор с баЗОЙ второго дополнительного транзистора п-р-п проводимости первого разряда и через резистор с положительной шиной питания, коллектор первого дополнительного транзистора р-п-р проводимости последнего разряда соединен через резистор с общей шиной. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Ковальчук И.А. на статических триггерах, сохраняющие информацию при перерывах питания, Лвтоматика и приборостроение № 2, 1965. 2.Авторское свидетельство СССР № 250998, кл. Н 03 К 23/04, 1968.