Двухустойчивый элемент Советский патент 1981 года по МПК H03K3/286 

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при разработке запоминающих и счетных устройств автоматики и вычислительной техники.

По основному авт.св. №654051 известен двухустойчивый элемент, содержащий триггер и два элемента совпадения, первые входы которых соединены с управляющей шиной двуз эгстойчивого элемента, информационная шина двухустойчивого элемента соединена с .тактовым входом триггера, прямой и инверсный, вьаходы которого соединены со вторыми входами .соотвественно первого и второго элемента совпадения, выходы которых соединены сдответственно с входами установки и Сброса триггера, между выходами элементов совпадения включены последовательно соединенные резистор и конденсатор. При -этом сопротивления коллекторной нагрузки выходных транзисторовэлементов совпадения соединены последовательно, .и общая точка подключена к шине питания 1 .

Однако допустимая длительность помехи, не вызывающая потери состояния известного двухустойчивого элемента, определяется произведением времени разряда конденсатора на величину напряжения, которая при выбранном напряжении питания зависит от величины порога чувствительности

триггера

R Е,

быхГ

С - сопротивление и емкость

де R,, последовательно соединенных резистора и конденсатора;

-сопрютивление коллекторной нагрузки выходных транзисторов элементов совпадения;

-порог чувствительности

и. . триггера;

напряжение питания выходбыл. ных транзисторов элементов совпадения.

Таким образом, величина допустиой длительности помехи при прочных авных условиях зависит от величины напряжения питания вьлходных транзисоров элементов совпадения, причем, чем меньше превышение напряжения питания над величиной порога чувствительности, тем больше величина до|пустимой длительности помехи. Поскольку порог чувствительности триггера существенно меньше величины его напряжения питания, то недостаточно в двухустойчивом элементе испс1льэуются возможности элемента памяти по величине допустимой длительности помехи.

Кроме того, при поступлении управляющего импульса на-вьоходах элементов совпадения устанавливается уровень логической- единицы, при этом напряжение на выходе элемента совпадения, а следовательно, и на входе триггера в начальный момент за счет разряда конденсатора при отсутствии ограничения превышать напряжение питания, что может привести к отказу триггера и элементов совпадения.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости и надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в двухустойчивый элемент, содержащий триггер и два элемента, совпадения, первые входы которых соединены с управляющей шиной двухустойчивого элемента, информационная шина двухустойчивого элемента соединена с тактовым входом триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены со вторыми входами соответственно первого и второго элементов совпадения, выходы которых соединены соответственно с входами установки и сброса триггера, между выходами элементов совпадения включены последовательно. соединенные резистор и конденсатор, введены дополнительные параллельно соединенные.резистор и конденсатор, одни выводы которых соединены через соответствующие резисторы с выходами элементов совпадения, а другие - с шиной питания.

Введение дополнительных резисто-. ра и конденсатора обеспечивает уменьшение напряжения на конденсаторе, что приводит к увеличению допустимой длительности помехи при заданной величине допустимого спада напряжения на конденсаторе. Одновременно происходит уменьшение амплитуды выбросов напряжения на входах триггера при разряде конденсатора, что уменьшает вероятность отказа двухустойчивого элемента.

На чертеже представлена схема двух 5ртойчивого элемента.

Информационная шина 1 двухустойчивого элемента соединена с тактовым входом триггера 2, управляющая шина 3 соединена с первыми входами элементов 4 и 5 совпадения, прямой и инверсный выходы триггера 2 соединены соответственно со вторыми входами элементов 4 и 5 совпадения, выходы которых соединены соответственно со входами установки наброса триггера 2, между выходами элементов совпадения включены последовательно соединенные резистор б и конденсатор 7 и два последовательно соединенных резистора 8 и 9, общая точка которых через параллельно соединенные резистор 10 и конденсатор 11 соединена с шиной 12 питания.

Двухустойчивый элемент работает следуквдим образом.

При включении питания триггер 2 принудительно устанавливается в исходное состояние, на информационной 1 и управляющей 3 шинах присутствует уровень логической единицы, при этом выходной транзистор элемента 5 совпадения открыт, а выходной транзистор

элемента 4 совпадения закрыт. На общей точке резисторов 8 и 9 устанавливается напряжение, величина которого меньше напряжения питания и определяется делителем на резисторах

8-10, напряжение на конденсаторе 7 возрастает до указанной величины.

При поступлении уровня логического нуля по управляющей шине 3 выходной транзистор элемента 5 совпадения закрывается. Конденсатор 7 начинает разряжаться через резисторы б, 8 и 9, при этом напряжение на выходе элемента 4 совпадения скачком возрастает, но величина его не превышает напряжение на шине 12 питания. При поступлении уровня логического нуля по информационной шине переключается триггер 2. Затем поступает уровень логической единицы по

управляющей шине 3,. выходной транзистор элемента 4 совпадения открывается, а выходной транзистор элемента 5 совпадения остается закрытым. Конденсатор 7 заряжается в обратном направлении до напряжения,

величина которого определяется делителем на резисторах 9-10. Конденсатор 11 препятствует изменению .напряжения на общей точке резисторов 8 и 9 во время разряда конденсатора 7.

Цепочка 10-11 может быть общей для нескольких двухустойчивых элементов.

При воздействии помехи на двухустойчивый элемент, установленный в

состояние логической единицы, триггер 2 в наихудшем случае в течение всего времени действия помехи будет находиться в состоянии логического нуля, при этом конденсатор 7 будет

перезаряжаться через резисторы б и 8. Поскольку напряжение на конденсаторе 7 и на средней точке резисторов 8 и 9 меньше, чем у известного двухустойчивого элемента, то для предлагаемого двухустойчивого элемента понадобится помеха большей длительности.. После окончания действия помехи исходное состояние триггера восстанавливается за счет неси7У1метричности, вносимой в схему

напряжением на конденсаторе.

Таким образом, использование предлагаемого двухустойчивого элемента позволяет повысить помехоустойчивость и надежность устройств автоматики и вычислительной техники что достигается также при использовании для запитки выводных транзисторов элементов совпадения напряжения, величина которого меньше напряжения питания. При этом в процессе работы при перезаряде конденсатора выбросы напряжения на входах и выходах микросхем не превышают напряжение питания и не приводят к их отказу.

Снижение напряжения запитки выходных каскадов позволяет обеспечить устойчивость предлагаемого двухустойчивого элемента к воздействию помех большей длительности. При этом получаем увеличение допустимой длительности помехи примерно в 2 раза.

Величина напряжения питания выходных транзисторов элементов совпдения ограничена снизу уровнем логи- ческой единицы, который необходимо подавать на входы установки и сброса триггера на время его переключения.

Формула изобретения

Двухустойчивый элемент по авт.св. №654051, отличающийся

тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и надежности, в него введены дополнительные параллельно соединенные резистор и конденсатор, одни выводы которых соединены через

соответствующие резисторы с выходами элементов совпадения, а другие - с шиной питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР №654051, кл. Н 03 К 3/286, 20.12.77.