Контролируемый логический элемент и-не

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных устройствах дискретной автоматики. Цель изобретения - упрощение логического элемента, достигается за счет уменьшения количества используемых в нем фототранзисторов. Контролируемый логический элемент И-НЕ содержит входные шины 1 и 2, выходную шину 3, шины 4 и 5 питания, общую шину 6, резисторы 7 и 8, четьфе входных вентиля 9, 10, 11 и 12, включенных попарно и встречно-параллельно между каждой из входных шин 1 и 2 и общей шиной 6. В качестве входных вентилей 9-12 используются светодиоды первого 13 и второго 14 оптронов с выходными фототранзисторами 13.1, 13.2, 13.3 и 14.1, 14.2 и 14,3 соответственно. Входные вентили 11 и 12 оптически связаны с фототранзисторами 14.1, 14.2 и 14.3 оптрона 14. Устройство управляется разнополярными уровнями логических сигналов и сигналом об отказе в самом элементе или в цепях, связанных с входами данного элемента. 2 табл., 1 ил. i (Л 00 00 со 00 00 ел

СО)ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51)4 Н 03 К 19 14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 402041.6/24-21 (22) 10.02.86 (46) 23.09,87. Бип. Р 35 (71) Стахановский филиал Коммунарского горно-металлургического института (72) В.П.Карчевский (53) 621.374(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1193798, кл. Н 03 К 19/14, 23.11.85. (54) КОНТРОЛИРУЕМЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ И-НЕ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова— но в различных устройствах дискретной автоматики. Цель изобретения — упрощение логического элемента, достигается за счет уменьшения количества используемых в нем фототранзисторов.

Контролируемый логический элемент

И-НЕ содержит входные шины 1 и 2, выходную шину 3, шины 4 и 5 питания, общую шину 6, резисторы 7 и 8, четыре входных вентиля 9, 10, 11 и 12, включенных попарно и встречно-параллельно между каждой из входных шин 1 и 2 и общей шиной 6. В качестве входных вентилей 9 — 12 используются светодиоды первого 13 и второго 14 оптронов с выходными фототранзисторами

13.1, 13.2, 133 и 14.1, 142 и 143 соответственно. Входные вентили 11 и 12 оптически связаны с фототранзисторами 14.1, 14.2 и 14.3 оптрона 14.

Устройство управляется разнополярными уровнями логических сигналов и сигналом об отказе в самом элементе или в цепях, связанных с входами данного элемента. 2 табл., 1 ил.

1 1339885 ?

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных устройствах дискретной автоматики. .)

Цель изобретения — упрощение логического элемента за счет уменьшения количества используемых в нем фототранзисторов.

На чертеже представлена принципиальная схема контролируемого логического элемента И-НЕ.

Устройство содержит первую и вторую входные шины 1 и 2, выходную шину 3, первую 4 и вторую 5 шины питания, общую шину 6, первый 7 и второй

8 резисторы, четыре входных вентиля

9 — 12, включенных попарно встречнопараллельно между каждой из входных шин 1 или 2 и общей шиной 6, в качест-?О ве входных вентилей используются светодиоды (9 и 10, 11 и 12) первого 13 м второго 14 оптронов с тремя выходными фототранзисторами 13.1 — 13.3 и 14.1 — 14.3 соответственно. Входная ? шина 1 соединена с анодом входного вентиля 9 и катодом входного вентиля 10, а входная шина 2 — с анодом входного вентиля 11 и катодом входного вентиля 12. Катоды входных вентилей 9 и 11 и аноды входных вентилей

10 и 12 соединены с общей шиной 6.

Входной вентиль 9 оптически связан с фототранзисторами 13.1 и 13.2, а входной вентиль 10 оптически связан с фототранзисторами 13.2 и 13.3 оптрона 13. Входные вентили 11 и 12 оп— тически связаны соответственно с фототранзисторами 14.1 и 14.2 и 14.2 и 14.3 оптрона 14.

Выходная шина 3 соединена с эмиттерами фототранзисторов 13.3 и 14.3.

Первая шина 4 питания через резистор 7, фототранзисторы 13.2 и 14.2, включенные между собой последовательно, соединена с коллекторами фототранзисторов 13.3 и 14.3. Вторая шина 5 питания через резистор 8 и последовательно соединенные фототранэисторы 13.1 и 14.1 соединена с вы50 ходной шиной 3.

Контролируемый логический элемент

И-НЕ управляется разнополярными уровнями двоичных логических сигналов и U и сигналом об отказе в самом элементе или в цепях, связанных с входами данного элемента, уровень такого сигнала обозначается U.

Питание элемента осуществляется положительным напряжением +Е и отрицательным напряжением -F. относительно общей шины 6, которые подаются соответственно на шины 4 и 5 питания, Светодиоды оптронов начинают светиться при приложении отпирающего напряжения U, тогда сигнал с уровнем больше и меньшим +Е считается логическим сигналом с уровнем Ц, т. е, +U, с

U, +Е, аналогично -Е Б -Б,, а

-U, Б +П .. В табл. 1 приведено соответствие выходного сигнала контролируемого элемента И-НЕ всем возможным комбинациям входных сигналов °

Сигнал О на обоих входах элементов

1 и 2 приведет к сведению светодиодов

10 и 12, а светодиоды 9 и 11 при этом не будут светиться, так как на них подано в этом случае запирающее напряжение. Тогда фототранзисторы 13.2, 13.3, 14.2 и 14.3 оптронов 13 и 14 будут открытыми, а фототранзисторы

13.1 и 14.1 оптронов 13 и 14 — закрытыми g

Открытые фототранзисторы 13.2, 13.3, 14.2 и 14.3 обеспечивают поступление на выход 3 элемента положительного напряжения, соответствующего уровню логической единицы, по цепи: шина 4, резистор 7, фототранзисторы

13.2, 14.2, 13 ° 3 и 14.3 (последние два фототранзистора включены параллельно). Аналогично реализуется функция и при наличии сигнала 0 на одном из входов 1 или 2 и сигнала 1 на другом входе, но в этих случаях будет открыт только один из параллельно включенных фототранзисторов

13.3 и 14,3.

При наличии входных сигналов "1" на обеих шинах 1 и ? открыты фототранзисторы 13.1, 13.2, 14. t и 14,2, а фототранзисторы 13.3 и 14.3 закрыты. В этом случае на шину 3 элемента поступает отрицательное напряжение, соответствующее уровню логического нуля, по цепи. "шина 5, резистор 8, фототранзисторы 14.1 и l3.1.

Для остальных комбинаций входных сигналов (табл.1) на шине 3 будет сигнал U, так как все фототранзисторы хотя бы одного из оптронов 13 и 14 закрыты. На шине 3 не будет при этом ни положительного, ни отрицательного напряжения.

Аналитически функцию схемы, содержащую светодиод и фототранзистор, 1339885 питания.

Таблица1

40 1

Формула из обретения 1

50,!!!жна представить в виде x (катад светодиода соединен с общей шина:.) или х (анад светодиода соединен с общей шиной), если на вход светодиода подан сигнал х. При аналитическом представлении функции элемента И-НЕ .удобно пользоваться обозначением сигналов 1,0-1, которые соответствуют уровням U <, U u U . Тогда функцию 10 известного логического элемента И-HF. можно записать как = -4 или

1 — 4

f =(xi ° х2 vx t х2 vx i х2 )—

-(х1 х2 ) .

Каждой переменной функции f соответствует фототранзистор, причем, если переменная входит в функцию

f,(f ), то соответствующий фототран- 20 зистор включается между шиной положительного (отрицательного) питания и выходной шиной.

Введение оптрона с тремя фототранзисторами обеспечивает реализацию функции х, (светодиод 9 и фото— транзистор 13.1), х1 (светодиад 10

=в и фототранзистор 13 3), а также х 1 (светодиоды 9 и 10 и фатотранзистор

13.2). 30

Функцию контролируемого логического элемента И-НЕ можно записать как

E*= f(x1 vx2 )х! x2 1 — (xl х2 ) ..

Функции f и f* полностью отражают структуру включения фототранзисторав, соответствующих элементу И-НЕ. Каждый

Элемент формулы соответствует одному фототранзистару.

Для трехводной схемы

f*=, ((х1 vx2 vx3 )х1 х2 х3 )(х1 х2 х3 ), т.е. схема содержит 9 фототранзисторов в трех оптронах.

В табл. 2 отражено функционирова45 ние контролируемого логического элемента И-НЕ при всех одиночных отказах его элементов.

Контролируемый логический элемент

И-НЕ, содержащий первую и вторую шины питания, общую шину, четыре входных вентиля на оптранных r веталиалаь:, включенных попарно встречна-параллельно между каждой из входных шин и общей шиной, и четыре фатотранзистора, каждый из которых оптически связан со своим светодиодам, отличающийся тем, что, с целью упрощения элемента, в него введены пятый и шестой фатотранзистары, причем первый и второй светодиоды оптически связаны с пятым, а третий и четвертый — с шестым фотатранзистарами, эмиттер первого фототранзистара подключен к коллектору третьего фототранзистора, эмиттер которого подключен через первый резистор к первой шине питания-, коллектор первого фататранзистора соединен с выходной шиной, к которой также подключены эмиттеры второго и четвертага фо— тотранзисторав, коллекторы которых подключены к эмиттеру шестого фототранзистора, коллектор которого подключен к эмиттеру пятого фототранзистора, коллектор которого через второй резистор подключен к второй шине

Вход х1 (1) Вход х2 (2) Выход (3) !

339885 () т

o ! o !

I

1 Ю 1 I I! 1 1

1 Ь

1 Э

1 Е

Х

I Р

1 1 I 1 1 1 т — ° ч — Ю 1» I 1

1 I 1 1 1 1 1,Р О I О 1

Е»

Э ((I

E о

1»

Э

I!!

1" о о