Пороговый элемент Советский патент 1980 года по МПК H03K19/42 

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике.

Известен пороговый элемент, содержащий линии задержки задания порога и триггер, собранный из переключателей тока на транзисторах 1.

Быстродействие такого элемента ограничено инерционностью переключения транзистора, постоянной времени RC-цепей передачи сигнала, влиянием паразитных емкостей.

Известен пороговый элемент, представ- ю ляющий собой замкнутый трехотверстный магнитный сердечник с обмотками подготовки, считывания, смещения, контроля и выходными. По принципу работы весь элемент можно условно разбить на пороговую и релейную часть 2.

Такой элемент достаточно компактен. Изготовление его при наличии сердечников не требует специальной оснастки. Однако быстродействие этого элемента ограничено временем намагничивания сердечника, а так о как трехотверстный сердечник из соображений прочности должен быть достаточно массивным, быстродействие элемента не может быть большим. Кроме того, выполнение

абсолютно идентичных обмоток в принципе затруднено, что приводит к появлению ложных сигналов, снижающих надежность работы устройства.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства и его надежности.

Цель достигается тем, что в пороговом элементе, содержащем релейную ячейку, вход которой через суммирующее устройство соединен с выходом пороговой ячейки, релейная ячейка состоит из СВЧ прибора типа отражательного клистрона с петлей электронного гистерезиса, резонатор которого петлей связи соединен с суммирующим устройством на полосковой линии с боковыми связями, соединенными с входными клеммами, причем пороговая ячейка состоит из СВЧ прибора типа отражательного клистрона с петлей электронного гистерезиса, резонатор которого петлей связи и боковой связью соединен с полосковой линией, а катод соединен с общей шиной через резистор, причем отражатели обоих приборов соединены через конденсаторы с клеммами тактовой частоты.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема порогового элемента;

на фиг. 2 - зависимость мощности миниатюркь:.х СВЧ приборов типа отражательного клистрона от напряжения на их отражателях.

Пороговый элемент содержит релейную ячейку, состоящую из миниатюрного СВЧ прибора типа отражательного клистрона 1, суммирующего устройства на полосковой линии 2 с боковыми связями 3 по числу входов 4 и боковой связью 5 подачи порогового сигнала, пороговой ячейки, состоящей из прибора 6 и резистора 7 задания уровня порогового сигнала. Кроме того, в состав элемента входят конденсаторы 8 и 9 для подачи на отражатели приборов тактового напряжения, поступающего на клеммы 10 и 11, блокирующие катущки индуктивности 12 и 13. Выходной сигнал снимается с щины 14, подсоединенной к резонатору прибора релейной ячейки с помощью петли связи.

Работает пороговый элемент следующим образом.

Перед приходом входных сигналов на входы 4 приборы 1 и 6 импульсами напряжения тактовой частоты Uмoд и U, подаваемыми через клеммы 10 и 11 и конденсаторы 8 и 9 на отражатели приборов, выводятся соответственно в состояние отсутствия и наличия генерации. Напряжения смещения на отражателях приборов 1 и 6 при этом равны -Eotpi и -Еотрг (фиг. 2). Величина боковой связи 5 с полосковой линией 2 и уровень мощности прибора 6, устанавливаемый резистором 7, выбираются такими, чтобы пороговый сигнал не мог перевести прибор I в состояние генерации.

Работу порогового элемента можно описать соотнощениями

, X Г1,есАи| U)cKt W)Az,- , etAH.)Xi.K

где К - порог срабатывания;

( вес сигнала i-того входа. Реализовать такой режим работы порогового з.лемента можно, если расстояние боковыми связями входов х( равно целому числу длин волн Л, а расстояние между боковыми связями входов X;. и боковой связью с пороговым сигналом К составляет величин) uA-v-, где л 0,1,2,3,... и т.д. Следует отметить, что функции типов И, ИЛИ, мажоритарные и некоторые другие могут быть легко реализованы с помощью пороговых элементов. Например, схема И на п входов реализуется прроговы.м элементом с весом входов и пороговым сигналом К п-1, схема ИЛИ получается, если 0(3( 1, а К О и т.д. Быстродействие эле.мента в основном определяется Д.ИТРЛЬНОСТЬЮ переходных процессов в ре.яомг. ОСЯХ приборов Г характеризуется отноплеиису .актовой частоты TY к частоте собственных колебаний f

т

максимальное быстродействие определяется выражением:

,,

где - коэффициент быстродействия, Т - период собственных колебний, Т - период тактовой частоты, т - время установления колебания, - время спада колебаний. Наименьщее число периодов одном цикле работы прибора равно

N. -4- -tvcTlbj mtft- o - vy.

Как показывает анализ переходных процессов, время установления колебаний в отражательнбм клистроне определяется соотнощением

-«2,8$н .

где QH - добротность нагруженного резонатора.

tjcT. в клистронах с QH 10 составляет 30-50 периодов генерируемых колебаний. Так . сп, то

О -JL Ttnax.

2tr,eT.

N

шип

тпа

При использовании для построения элементов приборов с периодом колебаний 20 не (f 50 ГГц) можно получить быстродействие порядка 2 НС (F-f - 0,5 ГГц).

Обычно число входов пороговых элементов ограничено из-за значительного влияния изменения внещних факторов как на амплитуду входных сигналов, так и на стабильность параметров самих пороговых элементов.

Формула изобретения

Пороговый элемент, содержащий релейную ячейку, вход которой через суммирующее устройство соединен с выходом пороговой ячейки, отличающийся тем, что, с целью повыщения быстродействия и надежности, релейная ячейка состоит из СВЧ прибора типа отражательного клистрона с петлей электронного гистерезиса, резонатор которого петлей связи соединен с суммирующим устройством на полосковой линии с боковыми связями, соединенными с входны.ми клеммами, причем пороговая ячейка состоит из СВЧ прибора типа отражательного клистрона с петлей электронного гистерезиса, резонатор

которого петлей связи и боковой связью соединен с полосковой линией, а катод соединен с общей шиной через резистор, притом отражатели обоих приборов соединены через конденсаторы с клеммами тактовой частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 362488, кл. Н 03 К 19/42, 09.08.71.

2.Авторское свидетельство СССР 355745, кл. Н 03 К 19/16, 29.12.70.

L

I 6

.