Логический элемент

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оп 541287

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву 320058 (22) Заявлено 19.06.75 (21) 2145998/21 с грисоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.12.76. Бюллетень ¹ 48

Дата опубликогания описания 14.03.77 (51) М. Кл.- Н ОЗК19/16

Государственный комитет (53) УДК 621.374.3 (088.8) Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

К. Г. Самофалов, Я. В. Мартынюк и Н, А. Квитка

Киевский орреНа Ленина политехнический институт им. 50-летия Великои Октябрьской социалистической революции (54) ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ

Изобретение относится и области импульсной техники.

Известен логический элемент с использованием твердотельных элементов с отрицательным сопротивлением, содержащий два омических и емкостной электроды. Между омическими электродами в него включена резонансная схема (1).

Недостатком такого элемента является малая помехоустойчивость.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является логический элемент по авт. св. № 320058, содержащий многоэлектродный широкополосный пьезотрансформатор, информационные секции возбуждения которого, имеющие равную по величине и одинаковую по .направлению поляризацию, своими входными электродами соединены с логическими входами, а генераторная секция выходным электродом связана со входом усилителя и управляющим входом.

Экранирующий электрод пьезотрансформатора подключен к общей точке схемы.

Недостатком данного логического элемента является недостаточное число реализуемых логических функций.

Целью изобретения является увеличение числа реализуемых логических функций и повышение помехоустойчивости.

Поставленная цель достигается за счет того, что в пьезотрансформатор введена поляризованная в противоположном направлении информационным секциям возбуждения ком5 пенсирующая секция, входной электрод которой через разделительные полупроводниковые диоды подсоединен к логическим входам и компенсирующему входу, а вход усилителя и управляюший вход логического элемента сое10 динены с выходным электродом генераторной секции соответственно через разделительные конденсатор и резистор.

На фиг. 1 изображен логический элемент с двумя информационными ьходамп; на фиг. 2

15 показан принцип построения многовходовых логи .еских элементов на основе двухвходовых.

Логический элсмснт состоит из широкополосного пьезотрансформатора 1, в котором

20 участки пьезокерампки пластины 2 под входными электродами 3, 4 и 5, поляризованные в одном направлении, образуют информационные секции возбуждения, а противоположно им поляризованный — компенсирующую сек25 цпю возбуждения. Входные электроды 3 и 4 непосредственно соединены с логическими входамп 6, 7, к которым через разделительные диодь| 8, 9 nogcoegttHeH Ta » e s. ектрод 5, Который, кроме того, через разделительный дп30 од 10 соединен с компенсирующим ьходом 11.

541287

Пьезоксрамическая пластина 12 является общей генера тор пой секцией пьезотрансформатора и акустически сВязана с ceKIIIIямп Возбуждения экранпрующим электродом 13, подключенным .к общей точке устройства. С по- 5 мощью вы:одного электрода 14 пластина 12

iIерез резистор 15 подсоедпнcíà к управляющему входу 16, а также через конденсатор 17 и операционный усилитель 18 свя",àëà с выходом 19 лоп1ческого элемента. 10

Описываемый элемент при реализации логической операции «И» работает следующим образом.

В исходном состоянии поляризация пластипы 12 имеет максимально возможную величину, а направление ее определяется полярностью входных имт1ульсов схемы.

Г1редположим, информационные импульсы напряжения положительной полярности присутствуют одновременно на входах 6 и 7. Тог- 20 да вследствие прямого включения диодов 8, 9 импульсное напряжение будет приложено также к компенсирующей секции возбуждения, а в пьезокерамической пластине 2 в результате обратного пьезоэффекта возникнут импульсные механические деформации, которые распространятся в пластину 12 генераторной секции, в выходном электроде 14 которой в соответствии с явлением прямого пьезоэффекта наведутся электрические заряды как положительного, так и отрицательного знака. При этом 2/3 заряда, обусловленные механической деформацией информационных секций возбуждения, имеют один знак, а 1/3 заряда, вызванного механической деформацией компенсирующей секции — противоположный зн ак. l/3 часть нескомпенсированного заряда q в электроде 14 приведет к возникновению на в Ixoде пьезотрансформатора 1 импульса напряжения, амплитуда ко" îðîãî равна U..== 0

Сг (С2 — емкость конденсатора, образованного электродами 13, 14 и пластиной 12.) Импульс напряжения с выхода пьезотрансформатора 1 через разделительный конденсатор 17 и опс- 45 рационный усилитель 18 поступает на выход

19. Для обеспечения нормального фупкционироваппя синхронно с информационными Импульса ми папр5!жснпя, поступ а!01цпмп IIB !10 гические входы 6, 7, па компенсирующий вход 50

11 подают импульсньш сигнал полон ительной полярности одинаковой с ними ам:!aитуд1 и формы и, таким образом, предохраняют закорачивание компенсирующей секции возбуждения полупроводниковым диодом 10 в момент 55 действия информационного ситпала. Если импульсный сигнал напряжения прис5тстВ"ет только на одном из логических входов 6 или 7 схемы, то на выходе пьезотрансформатора 1 импульс напрЯжениЯ отск TcTII1 eò вследствие 60 взаимной компенсации равных зарядов противоположного знака, наведенных в электроде

14.

Разделительные диоды 8 и 9 предотвращают одновременное приложение положительны.; 65 импульсов напряжения к информационным секциям возбуждения при поступлении их на один из В. одов (6 или 7) и, кроме того. через них осуп.с твляется заряд конденсатора, образовап1гого электродами 5, 13 и участком !

i.jаcTI!Hb1;10д элenтр0+0 5, а разряжаeTcя оп через диод 10 при отсутствии компенсирующего импульса напрягкения.

Таким образом, только при одновременном прп.утствии на входах 6, 7 информационных имп льсОВ напрягкения положительной полярности и компенсирующего импульса на входе

11 па выходе 19 логической схемы появится импульс напряжения, а во всех других случаях Выходной сигнал отсутствует.

11аряду с выполнением логической операции

И элемент может быть использован в качестве аналогового элемента памяти, аналоговая информация в котором выран ается через коэффициент передачи пьезотрансформатора и устанавливается электрическим путем. Для этого ко входу 16 и общей точке устройства прикладывается электрическое постоянное или импульсное напряжение необходимой величины и знака, достаточное для изменения уровня поляризации генераторной секции.

Контроль записанной аналоговой информации осуществляется по амплитудному признаку на выходе логической схемы. Разделительные резистор 15 и конденсатор 17 предохраняют геператорную секцию пьезотрансформатора от больших зарядных токов, а вход операционного усилителя от постоянного напряжени5 записи аналоговой информации.

В случае использования элемента как самостоятельного элемента аналоговой памяти достаточно объединить входы 6, 7, 11 в общую точку и к ней, а также общей точке логической схемы приложить импульсы напряжения пологкительной полярности (импульсы возбуждения пьезотрансформатора).

Для реализации логической операции ИЛИ достаточно компенсирующей ВхОд, 11 подсоединить к общей точке схемы.

Увеличение числа входов логического элемента может быть получено объединением (фиг. 2) несколько двухвходовых логических элементов. С этой целью выходы двух логических элементов соединяются с информационными логическими входами третьего логического элемента и, таким образом, образуется логический элемент с четырьмя входами и одним выходом.

Ввод в широкополосный пьезотрансформатор компенсирующей секции возбуждения, а также использование разделительных диодов и разделительных резистора и конденсатора позволило значительно расширить функциональные Возможности схемы и, кроме того, повысить се помехозащищенность.

Формула изобретения

Логический элемент по авт. св. Ко 320058, отличающийся тем, что, с целью увеличения числа реализуемых логических функций

541287

„1

Составитель Г. Артюх 1ехред Е. Петрова Корректор И. Позняковская

Редактор И. Коляда

Заказ 334/5 Изд. ¹ 220 Тираж 1029 11одпис..ое

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раугиская наб., д. 4, 5

Типография, пр. Сапунова, 2 и повышения помехозащищенности, в пьезотрансформатор введена поляризованная в противополо ином направлении информационным секциям возоуядения компенсирующая секция, входной электрод которой через разделительные полупроводниковые диоды подсоединен к логическим и компенсирующему входам, а вход усилителя и управляющий вход логического элемента соединены с выходным электродом генераторной секции соответствен1:о через разделительные конденсатор и резистор.

Источники информации, принятые во внимание прп экспертизе:

1. Патент Японии, кл. 98/7/ С 24 М 47—

11610, 1972.