Триггерное устройство

 

Изобретение относится к области импульсной техники. Технический результат - повышение надежности и расширение функциональных возможностей. Триггерное устройство содержит мажоритарный элемент (МЭ) (1), первый (2) и второй (3) диоды (Д), первый (4), второй (5), третий (6) и четвертый (7) резисторы (Р), элемент Исключающее ИЛИ (8), первый (9) и второй (10) конденсаторы (К), входную шину (11), шины установки (12) и сброса (13). Первый вход МЭ (1) соединен с первым выводом Р (4) и катодом Д (2), второй вход МЭ (1) соединен с первым выводом Р (5) и анодом Д (3). Третий вход МЭ (1) соединен с его выходом и вторым входом элемента Исключающее ИЛИ (8), первый вход которого соединен с входной шиной (11), а выход - с вторыми обкладками первого (9) и второго (10) К, первые обкладки которых соединены соответственно с вторыми выводами первого (4) и второго (5) Р и с первыми выводами третьего (6) и четвертого (7) Р соответственно. Второй вывод Р (6) соединен с шиной 12 установки и анодом Д (2), второй вывод Р (7) соединен с шиной (13) сброса и катодом Д (3). 1 ил.

Изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано в устройствах вычислительной техники и систем управления.

Известно триггерное устройство (см. авторское свидетельство СССР 1753920 от 05.10.90, МКИ Н 03 К 3/037, "Триггерное устройство", Шишкин Г.И., опубл. 10.09.97, Бюл. 25), содержащее элемент ИЛИ-НЕ, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами устройства, выход - с тактовым входом D-триггера, D-вход которого подключен к выходу интегрирующей RC-цепи, и четырехканальный мультиплексор. Первый и второй адресные входы мультиплексора соединены соответственно с первым и вторым входами устройства, первый, второй, третий и четвертый информационные входы - соответственно с прямым выходом D-триггера, третьим входом устройства, четвертым входом устройства и инверсным выходом D-триггера, а выход - со входом интегрирующей RC-цепи.

Недостатком известного триггерного устройства является низкая надежность, обусловленная избыточным количеством логических элементов.

Известно триггерное устройство (см. авторское свидетельство СССР 970650 от 03.04.81, МКИ Н 03 К 3/286, "Триггерное устройство (третий вариант), (Шишкин Г. И. , опубл. 30.10.82, бюл. 40), выбранное в качестве прототипа и содержащее RS-триггер, первый и второй элементы Исключающее ИЛИ, первый и второй конденсаторы, первый и второй резисторы. Входы установки и сброса RS-триггера соединены с первыми обкладками соответственно первого и второго конденсаторов и через соответственно первый и второй резисторы с одной из шин питания. Первые входы первого и второго элементов Исключающее ИЛИ соединены между собой и с входной шиной устройства, вторые входы соединены соответственно с прямым и инверсным выходами RS-триггера, а выходы соединены с вторыми обкладками соответственно первого и второго конденсаторов.

Недостатками известного триггерного устройства являются низкая надежность, вызванная отсутствием ограничения входных токов во время действия отрицательного импульса на входах RS-триггера и избыточным количеством логических элементов, а также ограниченные функциональные возможности, связанные с невозможностью установки и сброса устройства без принятия специальных мер, вызывающих усложнение схемы.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является создание триггерного устройства, обладающего повышенной надежностью и расширенными функциональными возможностями.

Технический результат, заключающийся в повышении надежности и расширении функциональных возможностей, достигается тем, что в триггерное устройство, содержащее первый и второй резисторы, первые выводы которых соединены с первыми обкладками соответственно первого и второго конденсаторов, и элемент Исключающее ИЛИ, первый вход которого соединен с входной шиной, введены третий и четвертый резисторы, шины установки и сброса, первый и второй диоды и мажоритарный элемент, первый вход которого соединен с вторым выводом первого резистора и катодом первого диода, второй вход - с вторым выводом второго резистора и анодом второго диода, а третий вход мажоритарного элемента соединен с его выходом и вторым входом элемента Исключающее ИЛИ, выход которого соединен с вторыми обкладками конденсаторов, первые выводы третьего и четвертого резисторов соединены с первыми выводами соответственно первого и второго резисторов, второй вывод третьего резистора соединен с шиной установки и анодом первого диода, второй вывод четвертого резистора соединен с шиной сброса и катодом второго диода.

Указанная совокупность признаков позволяет: повысить надежность триггерного устройства путем уменьшения количества логических элементов (исключение одного элемента Исключающее ИЛИ) и ограничения входного тока мажоритарного элемента резисторами во время действия отрицательного импульса на его входах; расширить функциональные возможности триггерного устройства, позволяющие выполнять установку и сброс устройства, за счет эффективного использования запоминающих элементов, выполненных на основе RC-цепей.

На чертеже приведена принципиальная схема триггерного устройства.

Триггерное устройство содержит мажоритарный элемент 1, первый 2 и второй 3 диоды, первый 4, второй 5, третий 6 и четвертый 7 резисторы, элемент Исключающее ИЛИ 8, первый 9 и второй 10 конденсаторы, входную шину 11, шины установки 12 и сброса 13. Первый вход мажоритарного элемента 1 соединен с первым выводом резистора 4 и катодом диода 2, второй вход соединен с первым выводом резистора 5 и анодом диода 3. Третий вход мажоритарного элемента 1 соединен с его выходом и вторым входом элемента Исключающее ИЛИ 8, первый вход которого соединен с входной шиной 11, а выход - с вторыми обкладками первого 9 и второго 10 конденсаторов, первые обкладки которых соединены соответственно с вторыми выводами первого 4 и второго 5 резисторов и с первыми выводами третьего 6 и четвертого 7 резисторов соответственно. Второй вывод резистора 6 соединен с шиной 12 установки и анодом диода 2, второй вывод резистора 7 соединен с шиной 13 сброса и катодом диода 3.

Триггерное устройство работает следующим образом.

В режиме хранения информации на шине 12 установки устройства присутствует уровень "0", на шине 13 сброса и входной шине 11 - уровень "1". Допустим, что триггерное устройство находится в состоянии "0" - на выходе мажоритарного элемента 1 присутствует уровень "0". При этом на первом и третьем входах мажоритарного элемента 1 присутствует уровень "0", на втором входе - уровень "1", на выходе элемента Исключающее ИЛИ 8 - уровень "1", конденсатор 9 заряжен с выхода элемента Исключающее ИЛИ 8, а конденсатор 10 разрежен вследствие привязки его через резистор 7 к шине 13 сброса.

При поступлении отрицательного импульса на шину 11 на выходе логического элемента Исключающее ИЛИ 8 устанавливается уровень "0". Перепад напряжения на выходе элемента Исключающее ИЛИ 8 дифференцируется конденсаторами 9 и 10. При этом на первый вход мажоритарного элемента 1 поступает отрицательный импульс, ограничиваемый резистором 4, который не влияет на состояние триггерного устройства. Диод 2 защищает первый вход элемента 1 от переполюсовки. На второй вход мажоритарного элемента 1 через резистор 5 поступает импульс уровня "0", также не влияющий на состояние триггерного устройства. Длительности импульсов определяются соответственно временем разряда конденсатора 9 и временем заряда конденсатора 10. Процессы перезаряда конденсаторов 9 и 10 начинаются одновременно.

После перезаряда конденсаторов 9 и 10 отрицательный импульс на шине 11 заканчивается. На выходе элемента Исключающее ИЛИ 8 устанавливается уровень "1" При этом на первый и второй входы мажоритарного элемента 1 через резисторы 4 и 5 поступают положительные импульсы. Диод 3 защищает второй вход мажоритарного элемента 1 от перенапряжения. На выходе и третьем входе элемента 1 устанавливается уровень "1", а на выходе логического элемента "Исключающее ИЛИ" 8 устанавливается уровень "0". Однако при этом отрицательные импульсы на первом и втором входах мажоритарного элемента 1 не формируются, поскольку конденсаторы 9 и 10 за время переключения логических элементов 1 и 8 практически не перезаряжаются. Триггерное устройство установлено в состояние "1".

Переключение триггерного устройства в состояние "0" происходит аналогичным образом.

Установка триггерного устройства из состояния "0" в состояние "1" осуществляется путем подачи положительного импульса на шину 12. При этом на первый вход мажоритарного элемента 1 поступает импульс уровня "1" через диод 2. На выходе и третьем входе мажоритарного элемента 1 устанавливается уровень "1", а на выходе элемента Исключающее ИЛИ 8 - уровень "0". Конденсатор 9 перезаряжается с шины 12 через параллельно включенные резисторы 6 и 4, а конденсатор 10 через резистор 7 заряжается с шины 13. Диод 2 защищает триггерное устройство от генерации, не позволяя формироваться отрицательному импульсу на первом входе мажоритарного элемента 1 во время перезаряда конденсатора 9. На втором входе мажоритарного элемента 1 формируется импульс уровня "0" на время, определяемое временем заряда конденсатора 10.

После перезаряда конденсаторов 9 и 10 положительный импульс на шине 12 заканчивается. На первом входе элемента 1 устанавливается уровень "0", который не влияет на состояние триггерного устройства. Конденсатор 9 разрежается через резистор 6. Триггерное устройство установлено в состоянии "1".

Сброс триггерного устройства из состояния "1" в состояние "0" осуществляется аналогичным образом путем подачи отрицательного импульса на шину 13.

Шунтирование диодами 2 и 3 ограничивающих резисторов 4 и 5 в данном устройстве также позволяет применять микросхемы без входных защитных диодов.

Изготовлен лабораторный макет триггерного устройства, испытания которого подтвердили работоспособность и практическую ценность заявленного объекта.

Формула изобретения

Триггерное устройство, содержащее первый и второй резисторы, первые выводы которых соединены с первыми обкладками соответственно первого и второго конденсаторов, и элемент Исключающее ИЛИ, первый вход которого соединен с входной шиной, отличающееся тем, что введены третий и четвертый резисторы, шины установки и сброса, первый и второй диоды и мажоритарный элемент, первый вход которого соединен с вторым выводом первого резистора и катодом первого диода, второй вход - с вторым выводом второго резистора и анодом второго диода, а третий вход мажоритарного элемента соединен с его выходом и вторым входом элемента Исключающее ИЛИ, выход которого соединен с вторыми обкладками конденсаторов, первые выводы третьего и четвертого резисторов соединены с первыми выводами соответственно первого и второго резисторов, второй вывод третьего резистора соединен с шиной установки и анодом первого диода, второй вывод четвертого резистора соединен с шиной сброса и катодом второго диода.

РИСУНКИ

Рисунок 1