Патент на изобретение №2237967
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ТРИГГЕРНОЕ УСТРОЙСТВО
(57) Реферат:
Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах вычислительной техники и систем управления. Технический результат заключается в уменьшении тока потребления от источника питания. Устройство содержит RS-триггер (1), элементы (Э) И-НЕ (2) и (3), (Э) ИЛИ-НЕ (4) и (5), двухканальные демультиплексоры (6) и (7), резисторы (8)-(11), конденсаторы (12) и (13), (Э) (14) и (15) памяти на магнитных сердечниках с прямоугольной петлей гистерезиса с одной обмоткой, имеющей отвод от средней точки, входную шину (16) и общую шину (17). 1 ил.
Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах вычислительной техники и систем управления. Известно триггерное устройство (см. авторское свидетельство СССР №1753919 от 05.10.90, МКИ: Н 03 К 3/037 “Триггерное устройство”, авторы Л.Б. Егоров, Г.И. Шишкин, опубл. 10.09.97, бюл. №25), содержащее первый и второй элементы памяти на магнитных сердечниках, выходы обмоток считывания которых соединены с общей шиной, входы обмоток записи соединены соответственно с прямым и инверсным выходами элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый и второй входы которого подключены к входной шине и выходу RS-триггера соответственно, входы установки и сброса которого соединены через соответственно первый и второй резисторы с входами обмоток считывания первого и второго элементов памяти соответственно. Первый вход блока управления соединен с входной шиной, второй и третий входы блока управления соединены соответственно с прямым и инверсным выходами элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а первый и второй выходы блока управления соответственно через третий и четвертый резисторы соединены с выходами обмоток записи соответственно первого и второго элементов памяти. Недостатком данного триггерного устройства является сравнительно большой ток потребления от источника питания. Известно триггерное устройство (см. патент РФ №2106742 от 16.08.95, МКИ: Н 03 К 3/286 “Триггерное устройство”, авторы Е.И. Рыжаков, Г.И. Шишкин, опубл. 10.03.98, бюл. №7), которое является наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту и выбрано в качестве прототипа, содержащее RS-триггер, входы установки и сброса которого соединены с первыми выводами первого и второго резисторов соответственно и через соответственно первый и второй конденсаторы – с общей шиной, а прямой и инверсный выходы соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, вторые входы которых подключены к входной шине триггерного устройства, а выходы соединены с входами обмоток записи соответственно первого и второго элементов памяти на магнитных сердечниках, входы обмоток считывания которых соединены с общей шиной, первый и второй элементы И-НЕ, третий и четвертый элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, третий, четвертый, пятый и шестой резисторы. RS- триггер выполнен на элементах И-НЕ. Выходы первого и второго элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены с первыми входами соответственно третьего и четвертого элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы которых через соответственно третий и четвертый резисторы соединены с выходами обмоток записи соответственно первого и второго элементов памяти, выходы обмоток считывания которых через соответственно пятый и шестой резисторы соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И-НЕ, выходы которых соединены со вторыми выводами соответственно второго и первого резисторов и со вторыми входами соответственно четвертого и третьего элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Вторые входы первого и второго элементов И-НЕ объединены и подключены к входной шине триггерного устройства. Недостатком прототипа является сравнительно большой ток потребления от источника питания. Задачей, решаемой заявляемым изобретением, является уменьшение тока потребления от источника питания. Указанный технический результат достигается тем, что в триггерном устройстве, содержащем RS-триггер, входы сброса и установки которого соединены с общей шиной через первый и второй конденсаторы соответственно и с первыми выводами первого и второго резисторов соответственно, первый и второй элементы И-НЕ, первые входы которых объединены и соединены с входной шиной, третий и четвертый резисторы, первый и второй элементы памяти на магнитных сердечниках с прямоугольной петлей гистерезиса, новым является введение первого и второго двухканальных демультиплексоров, первого и второго элементов ИЛИ-НЕ, первый и второй элементы памяти на магнитных сердечниках с прямоугольной петлей гистерезиса содержат по одной обмотке, средние точки которых через третий и четвертый резисторы соединены с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ-НЕ соответственно и с выходами первого и второго элементов И-НЕ соответственно, вторые входы которых соединены с прямым и инверсным выходами RS-триггера соответственно, выходы первого и второго элементов ИЛИ-НЕ соединены с входами обмоток первого и второго элементов памяти соответственно, первый информационный вход первого демультиплексора соединен со вторым информационным входом второго демультиплексора, со вторым входом второго элемента ИЛИ-НЕ и с выходом обмотки первого элемента памяти, выход обмотки второго элемента памяти соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ-НЕ, со вторым информационным входом первого демультиплексора и с первым информационным входом второго демультиплексора, управляющие входы первого и второго демультиплексоров объединены и соединены с входной шиной, выходы первого и второго демультиплексоров соединены со вторыми выводами соответственно первого и второго резисторов, RS-триггер выполнен на элементах ИЛИ-НЕ. Указанная совокупность существенных признаков позволяет уменьшить ток потребления триггерного устройства от источника питания за счет возможности уменьшения тока подмагничивания сердечников путем увеличения количества витков в обмотках записи элементов памяти. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема триггерного устройства. Триггерное устройство содержит RS-триггер 1, элементы 2 и 3 И-НЕ, элементы 4 и 5 ИЛИ-НЕ, двухканальные демультиплексоры 6 и 7, резисторы 8, 9, 10 и 11, конденсаторы 12 и 13, элементы 14 и 15 памяти на магнитных сердечниках с прямоугольной петлей гистерезиса (ППГ) с одной обмоткой, имеющей отвод от средней точки, входную шину 16 и общую шину 17. Первые входы элементов 2 и 3 И-НЕ объединены и соединены с входной шиной 16 и с управляющими входами демультиплексоров 6 и 7. Вторые входы элементов 2 и 3 соединены соответственно с прямым и инверсным выходами RS-триггера 1. Вход сброса RS-триггера 1 через резистор 10 соединен с выходом демультиплексора 6 и через конденсатор 12 – с общей шиной 17. Вход установки RS-триггера 1 через резистор 11 соединен с выходом демультиплексора 7 и через конденсатор 13 – с общей шиной 13. Выход элемента 2 И-НЕ соединен с первым входом элемента 4 ИЛИ-НЕ и через резистор 8 – со средней точкой обмотки элемента 14 памяти. Выход элемента 3 И-НЕ соединен с первым входом элемента 5 ИЛИ-НЕ и через резистор 9 – со средней точкой обмотки элемента 15 памяти. Второй вход элемента 4 ИЛИ-НЕ соединен с выходом обмотки элемента 15 памяти, со вторым информационным входом демультиплексора 6 и с первым информационным входом демультиплексора 7. Второй вход элемента 5 ИЛИ-НЕ соединен с выходом обмотки элемента 14 памяти, с первым информационным входом демультиплексора 6 и со вторым информационным входом демультиплексора 7. Выходы элементов 4 и 5 ИЛИ-НЕ соединены со входами обмоток элементов 14 и 15 памяти соответственно. RS-триггер 1 содержит элементы 18 и 19 ИЛИ-НЕ, при этом первые входы элементов 18 и 19 являются соответственно входами сброса и установки RS-триггера 1, выходы элементов 18 и 19 являются соответственно прямым и инверсным выходами RS-триггера, вторые входы элементов 18 и 19 соединены соответственно с выходами элементов 19 и 18. Триггерное устройство работает следующим образом. При включении питания (цепи питания логических элементов 2, 3, 4, 5, 6, 7, 18 и 19 для упрощения на чертеже не показаны) триггерное устройство установится в состояние, соответствующее состоянию элементов 14, 15 памяти, которое они приобрели в предыдущем цикле работы. Рассмотрим случай, когда элементы памяти 14 и 15 были намагничены в состояние “лог.0”, что соответствует направлению протекания тока в обмотке элемента 14 памяти от средней точки к ее входу, а в обмотке элемента 15 памяти – от входа к средней точке (входы обмоток на чертеже обозначены знаком (*)). Если после включения питания RS-триггер установился в нулевое состояние, при котором на его прямом выходе (Q)-сигнал “лог.0”, а на инверсном выходе Если после включения питания RS-триггер установился в единичное состояние, при котором на его прямом (Q) выходе – сигнал “лог.1”, а на инверсном Для переключения триггерного устройства на входную шину 16 подается тактовый сигнал с уровнем “лог.0”. При этом на выходах элементов 2 и 3 И-НЕ появляются сигналы “лог.1”, на выходах элементов 4 и 5 ИЛИ-НЕ – сигналы “лог.0”, демультиплексоры 6 и 7 переходят в режим трансляции на выход сигналов, подаваемых на их первые информационные входы. Рассмотрим процесс переключения триггерного устройства, находящегося в состоянии “лог.0”, то есть на Q-выходе – сигнал “лог.0”, на Восстановление состояния триггерного устройства, если произойдет его сбой под действием помехи в режиме хранения информации, осуществляется в соответствии с состояниями элементов 14 и 15 памяти аналогично тому, как происходит его восстановление при включении напряжения питания. Например, если триггерное устройство находится в состоянии “лог.0” (на Q-выходе RS-триггера – сигнал “лог.0”, сердечники элементов 14 и 15 памяти намагничены в состояние “лог.0”, как показано стрелками на чертеже), и помеха переключит RS-триггер 1 в состояние “лог.1” (UQ=1, Из описания работы триггерного устройства видно, что его нормальная работа обеспечивается при равенстве числа витков в полуобмотках элементов 14 и 15 памяти, при этом одна полуобмотка (между входом и средней точкой обмотки) по аналогии с прототипом выполняет роль обмотки записи, а обе включенные последовательно полуобмотки выполняют роль обмотки считывания. В схеме прототипа для ее нормального функционирования обмотка считывания должна содержать примерно в 2 раза больше витков, чем обмотка записи, следовательно, в заявляемом устройстве, с учетом совмещения обмоток записи и считывания, каждый элемент памяти может содержать на одну треть меньшее количество витков, или при выбранных размерах сердечников имеется возможность увеличения в 1.5 раза количества витков в обмотках записи и считывания (в каждой из полуобмоток элементов 14 и 15 памяти), а значит, уменьшения примерно в 1.5 раза тока намагничивания сердечников элементов памяти, за счет увеличения сопротивления ограничительных резисторов 8 и 9. В результате, уменьшается ток потребления триггерного устройства от источника питания в статическом и динамическом режимах его работы. Таким образом, как следует из описания работы, заявляемое триггерное устройство имеет меньший ток потребления от источника питания. Испытания лабораторного макета триггерного устройства подтвердили осуществимость и практическую ценность заявляемого устройства. Формула изобретения
Триггерное устройство, содержащее RS-триггер, входы сброса и установки которого соединены с общей шиной через первый и второй конденсаторы соответственно и с первыми выводами первого и второго резисторов соответственно, первый и второй элементы И-НЕ, первые входы которых объединены и соединены с входной шиной, третий и четвертый резисторы, первый и второй элементы памяти на магнитных сердечниках с прямоугольной петлей гистерезиса, отличающееся тем, что введены первый и второй двухканальные демультиплексоры, первый и второй элементы ИЛИ-НЕ, первый и второй элементы памяти на магнитных сердечниках с прямоугольной петлей гистерезиса содержат по одной обмотке, средние точки которых через третий и четвертый резисторы соединены с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ-НЕ соответственно и с выходами первого и второго элементов И-НЕ соответственно, вторые входы которых соединены с прямым и инверсным выходами RS-триггера соответственно, выходы первого и второго элементов ИЛИ-НЕ соединены с входами обмоток первого и второго элементов памяти соответственно, первый информационный вход первого демультиплексора соединен со вторым информационным входом второго демультиплексора, со вторым входом второго элемента ИЛИ-НЕ и с выходом обмотки первого элемента памяти, выход обмотки второго элемента памяти соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ-НЕ, со вторым информационным входом первого демультиплексора и с первым информационным входом второго демультиплексора, управляющие входы первого и второго демультиплексоров объединены и соединены с входной шиной, выходы первого и второго демультиплексоров соединены со вторыми выводами соответственно первого и второго резисторов, RS-триггер выполнен на элементах ИЛИ-НЕ. РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 10.06.2005
Извещение опубликовано: 10.12.2006 БИ: 34/2006
|
||||||||||||||||||||||||||