Однотактный регистр сдвига Советский патент 1981 года по МПК G11C19/28 

I

Изобретение относится к импульсно технике и может быть использовано в импульсных устройствах, работающих в зоне действия импульсных помех и ионизирующего излучения, а также в условиях значительной нестабильности напряжения источников питания.

Указанный однотактный сдвигающий регистр может быть применен в узлах аппаратуры, работающих с частотой переключения не более 5 Гц.

Сдвигаю1цие регистры широко могут использоваться в аппаратуре дискретной связи. Посредством сдвигающих регистров осуществляются такие важные операции как накопление и распределение импульсов, смещение информации во времени (задержка) и пр;.

Известен сдвиговый регистр, которьй содержит в каждом разряде тригге с двумя входами Установка и Сброс идва логических элемента И, управл-яемыё цепями коллекторов и сдвигающими импульсами. При по.ступлении сдвигающего импульса, который подается на все разряды регистра, на слбдукмций разряд поступает входной сигнал в зависимости от того, какой логический элемент открыт. Схемы построены так, чтобы направлять сдвигающий импульс на соответствующий вход следующего разряда; при этом состояние каждого триггера передаётся на следующий разряд l.

Недостатками этого сдвигающего регистра являются наличие двух логических элементов И в каждом разряде, что приводит.к двухвходовому управлению каждого разряда, а также его низкая помехоустойчивость, определяемая высоким быстродействием транзисчторов.

Наиболее близким из известных по технической Сущности является одно тактньш сдвигающий регистр, каждый разряд которого содержит триггер и узел- переписи информации с дифференцируклцей цепочкой и элементом за держки в виде линии задержки из индуктйвиости и емкости 2 . Разряд этого сдвигающего регистр выполнен проще, однако он также обладает рядом существенных недостатков. Этот регистр обладает низкой помехоустойчивостью из-за наличия транзисторов, что приводит к возникновению ложной информации на выходе сдвигающего регистра, при :воздействии импульсных помех и иони зирукщего излучения. Кроме того, приведенный сдвигающий регистр рабо тает при изменении питающих напряжений в пределах максимум ±10 - 20 а таюке в указанных разрядах регист ра задержка сигнала обеспечивается линией задержки, обладающей достаточно большими габаритами, значительно увеличивающей общий габарит регистра. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости сдвигающего регистра и повьшение его надежности за счет стойкости к воздействию . ионизирующих излучений и обеспечения устойчивости работы при изменении напряжения питания. Поставленная цель достигается тем, что в однотактный регистр сдвига, содержащий триггеры, каждый из которых выполнен на двух р-р-ртранзисторах, диоде, шести резисторах, блок перезаписи информации состоящий из конденсатора, шину нулевого потенциала, шину управлени шину питания и шины установки О и 1, в каждый триггер введены п-р-п транзистор, пороговый элемент выполненный на халькогенидном стекл образном полупроводнике, И три ре. зистора, а в каждый .блок перезаписи информации -введены р - п-р- и транзисторы, диод, дополнительный конденсатор и три резистора, через первый из которых коллектор п-р-п транзистора каждого .блока перезаписи информации соединен с шиной пит.ания, коллектор р-п-р-транзистора каждого блока перезаписи информац подключен к шине нулевого потенциал к одной из обкладок дополнительного конденсатора и к эмиттеру п-р-п-тра зистора данного блока перезаписи ин формации и к одному из полюсов поро гового элемента предыдущего и после дующего триггеров, эмиттер р-п-ртранзистора каждого блока перезаписи информации соединен с эмиттером п-р-п-транзистора данного блока перезаписи информации, база которого подключена к другой обкладке дополтштельного конденсатора h через второй резистор к шине нулевого потенциала, база р-п-р-транзистора каждого блока перезаписи информации соединена через третий резистор с входом одноконтактного регистра сдвига, коллектор п-р-п- транзистора каждого блока перезаписи информации подключен через первый конденсатор к шине установки 1 последующего триггера, база 1л р-м-транзистора каждого блока перезаписи информации через диод данного блока подключена к коллектору n-p tl-транзистора предыдущего триггера, база И-р-П-транзистора каждого триггера соединена с анодом диода данного триггера, катод которого соединен с другим полюсом порогового элемента и через первый и вто,рой резисторы с коллекторами p-fl-pтранзисторов данного триггера,база первого из которых соединена со входом регистра сдвига через третий резистор, а через четвертый резистор - с шиной питания база второго p-Vi-p-транзистора каждого триггера, кроме первого, соединена с шиной установки 1 через пятый резистор - t шиной питания, эмиттеры р-п-р-транзисторов каждого триггера соединены с шиной питания и через седьмой резистор с анодом диода данного триггера, коллектор И-р-и-транзистора каждого триггера соединен с шиной питания через восьмой резистор, база первого p-h-pтранзистора каждого триггера соединена с шиной установки О через девятый резистор, база второго р-И-р-транзистора первого триггера соединена через пятый резистор с шиной управления, а через шестой резистор с шиной питания. На фиг.1 изображена электрическая схема предложенного регистра сдвига; на фиг. 2 - временная диаграмма его работы. Регистр сдвига, представленный на фиг.1, содержит триггеры 1.1-1.2 (на чертеже показаны только два триггера и один блок перезаписи информации), блок 2 перезаписи информации, транзисторы 3- 5, пороговой элемент 6, диод 7 и резисторы 8 - 16, входящие в состав каждого триггера, например, триггера 1.2, диод 17, транзисторы 18, 19, резисторы 20-22 и конденсаторы 23, 24, входящие в состав блока перезаписи информации, например, в блок 2, шина 25 нулевого потенциал а, входнаяшина 26 регистра сдвига, шина 27 управления и шины 28 и 29 установ кн О и 1 . Однотактный регистр сдвига работа ет следующим образом, В качестве сдвигающих импульсов используются отрицательные импульсы длительностью порядка 20 мс и амплитудой 5В. В качестве информационных импульсов, которые необходимо задерживать или распределять, используются отрицательные импульсы длительностью порядка 10 мс и амплитудой 5В. Частота повторения указанных импульсов не должна превьшать часто ты 5 Гц. Перед началом работы регистра сдв га все его разряды необходимо установить в положения, соответствукяцие О открытие состояния стеклообразного полупроводника), для чего на шину установки О 28 каждого разряд необходимо подать отрицательные импульсы амплитудой 5В и длительностью порядка 20 мс. После этого на шину 27 первого триггера 1.1 регистра подается отрицательный импульс амплитудой 5В и длительностью порядка 10 мкс, который переводит стеклообразный полупро водник 6 в закрытое (непроводящее) : состояние. Транзистор 5 открывается транзистор 18 закрывается, а транзис тор 19 закрыт, так как отсутствует сдвигаюшяй импульс на шине 26. Конденсатор 24 разряжен. Стеклообразные полупроводники 6 в следующих триггерах 1.2-1.М продолжают находиться в открытом (проводящем) состоянии. Приходящий на шину 26 отрицательый импульс длительностью порядка 20 мс сдвигающий импульс переводит стеклообразный полупроводник 6 в открытое (проводящее) состояние. Транзистор 5 закрывается. На время действия сдвигающего импульса открывается транзистор 19. На время деист ВИЯ сдвигающего импульса открывается транзистор 19. Через время задержки, равное времени заряда конденсатора 23 до напряжения отпирания транзистора 18; он открывается. За время 10 мс заряжается конденсатор 24, а коллекторный ток транзистора 4 следующего триггера 1,2 за это время переводит стеклообразный полупроводник 6 следующего триггера 1.2 в закрытое состояние. Таким образом, сигнал 1,записанный вначале в триггере 1,1, с приходом сдвигаинцего импульса оказывается переписанным в следующий триггер 1,2 (сдвинут вправо на один разряд), а стеклообразный, полупроводник 6 в первом триггере 1. переходит в открытое состояние. Затем снова поступает сигнал на шину 27 и переводит стеклобразный полупроводник 6 в первом триггере 1,1, в закрытое состояние. Транзистор 5 открывается, после разряда конденсатора 23 через транзистор 18 и резистор 20 закрывается транзистор 18, Разряжается коиденсатор 24 через резистор 22 и резисторы 14,15 следующего триггера 1,2, Все следующие триггеры 1.3-1.П находятся в прежних состояниях. Приходяпщй на шину 26 сдвигающий импульс переписывает 1 из предьщущего триггера в последукнций и т.д. По сравнению с известными схемами сдвигающих регистров данная схема имеет значительное преимущество в большей помехоустойчивости, в стойкости к воздействию ионизирующих излучений, а также стойкость к большому перепаду напряжений питания. Это обусловлено тем, что вместо транзисторных триггеров в разрядах предложенного регистра установлены триггеры с использованием порогового ПО длительности элемента на основе стеклообразного полупроводника, сохраняющего введенную в него информацию при воздействии импульсных помех до 5-7 .мс, ионизирующих излучений и при значительном изменении напряжения питания. Предлагаемое включение в триггеры регистра стеклообразного полупроводника и узла перезаписи информации позволяет получить помехозащищенный регистр сдвира, срабатывающий только при входных сигналах малой длительности. Помеха на входе схемы или в цепях питания может вызвать срабатывалишь транзистора,но не приведет срабатыванию стеклообразных полупроводников, что обеспечивает отсутстви ложной информации на выходе регистра сдвига. Поэтому по сравнению с извес ными схемами сдвигающих регистров предложенная схема имеет более зысокую помехозащищенност.ь,-, стойкость к воздействию ионизирукнцик излучений и способность работы при значительных колебаниях питающего напряжения. Формула изобретения Однотактный регистр сдвига, содержащий триггеры, каждый из которых выполнен яа двух p-ti-p-транзисторах, диоде, шести резисторах,блок перезаписи информации, состоящий из конденсатрра, шину нулевого потенциала, пшну управления, шину питания и шины установки О и 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем,что, с целью повышения помехоустойчивости устройства и повышения его надежности за счет обеспечения устойчивой работы при воздейстВИИ ионизирующих излучений и изменении напряжения питания, в каждый триггер введены п-р-п-транзистор, пороговый элемент, вьшолненный на халь- когенидном стеклообразном полупроводнике, и три резистора, а в каждый блок перезаписи информации введены р-п-р-и п-р-п-транзисторы, диод, дополнительный конденсатор и три резистора, через первый из которых коллектор п-р-п-транзистора каждого блока перезаписи информации соединен с шиной питания, коллектор р-п-р- транзистора каждого блока перезаписи информации подключен к шине нулевого потенциала, к одной из обкладок дополнительного конденсатора и к эмиттеру п-р-п-транзистораи к одному ИЗ полюсов порогового элемента пре-дыдущего и последующего триггеров, эмиттер р-п-р-транзистора каждого блока перезаписи информации соединен с амиттером п-р-п-транзистора данного блока перезаписи информации,.база которого подключена к другой обкладке дополнительного конденсатора и через второй резистор к шине нулевого потенциала,база р-п-р-транзистора каждого блока перезаписи информации соединена через третий резистор с входом однотактного регистра сдвига, коллектор п-р-п-т.ранзистора каждого блока перезаписи информации подключен через первый конденсатор к шине установки 1 последующего триггера, база п-р-п-транзистора каждого блока перезаписи информации через диод данного блока подключена к коллектору .п-р-п-транзистора предыдзш;его триггера, база п-р-п-транзистора каждого триггера соединена с анодом диода данного триггера, катод которого соединен с другим полюсом порогового элемента и через первый и второй резисторы с коллекторами р-п-р-транзисторов данного т риггера, база первой из которых соединена со входом регистра сдвига через третий резистор , а через четвертый резистор - с шиной питания, база второго р-п-р-транзистора каждого триггера, кроме первого, соединена с шиной установки через пятый резист-ор, а через шестой резистор - с шиной .питания, эмиттеры p-tt -транзисторов каждого триггера соединёнь. с шиной питания, и через седьмой резистор с анодом диода данного триггера, коллектор п-р-п-транзистора каждого триггера соединён с шиной пи-тания через восьмой резистор, база первого р-п-р-транзистора каждого триггера соединена с шиной установки О через девятый резистор,база второго рН1т -транзистора первого триггера соединена через пятый резистор с шиной управления, а через шестой резистор - с шиной питания. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Шварц С, Полупроводниковые схемы, М., Изд-во Иностр.лит., 1962, с, 259, 2.Дроздов Е, А, и др. Основы вычислительной техники, М,, Военное изд-во МОСССР, 1961, с,132 (прототип)