Преобразователь логических уровней

(5 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) НТН НИЯ О Е л Научно-иссАргон" Научно ния "Персей" о СССР2, 1982,сширение мик"МашиностроПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Дальневосточный филиледовательского института "производственного обьедин(57) Использование: изобретение отнок импульсной технике и может быть исзовано для преобразования логическиналов стандартных уровней в логичесигналы программируемь(х уровней.ройство содержит: транзисторные клю2), каждый из которых включает в себр-и-р-транзистора (4, 14), два и-р-и-трстара (5, 13), два диода (6, 7), три резис(11, 15, 16), стабилитрон (10), и схему уления состоянием ключей, 1 ил,ится поль- сигские Устчи (1, я два анзитора правИзобретение относится к импульсной ехнике, может быть использовано для преобразования логических сигналов стандартных уровней в логические сигналы программируемых уровней.Цель изобретения - расширение диапазона изменения (программирования) и уменьшение погрешности установки уровней напряжения выходного логицеского сигнала при ненасыщенном режиме работы выходных транзисторов.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь, содержащий два транзисторных ключа и схему управления состоянием ключей, введены два параметрических стабилизатора напряжения, вследствие чего напряжение питания выходных каскадов транзисторных ключей не зависит от величин программируемых напряжений на опорных шинах.По сравнению с прототипом в предлагаемом устройстве имеются новые элементы; параметрические стабилизаторы напряжения питания выходных каскадов транзисторных ключей и новые взаимосвязи,По сравнению с другими известными решениями в предлагаемом устройстве каждый уровень логического сигнала формируется своим отдельным двухтактным каскадом. За Счет введения параметрических стабилизаторов напряжения, обеспечивается ненасыщенный режим работы выходных транзисторов, уменьшается погрешность формирования уровней выходного логического сигнала.На чертеже представлена электрическая принципиальная схема предлагаемого преобразователя логических уровней,Преобразователь логических уровней содержит два идентичных транзисторных ключа низкого,1 и высокого 2 уровней логического сигнала и схему 3 управления состоянием ключей. Транзисторный ключ 1 низкого уровня содержит выходной двухтактный каскад, выполненный на двух комплементарных транзисторах 4 и 5, коллекторы которых через диоды 6 и 7 соединены с выходной шиной 8, эмиттер транзистора 4 соединен с шиной 9 опорного напряжения низкого уровня выходного логического сигнала, а эмиттер транзистора 5 - с выходом параметрического стабилизатора напряжения, включающего стабилитрон 10 и гасящий резистор 11, Резистор 11 соединен с минусовой шиной 12 питания. База переключающего транзистора 13 и эмиттер переключающего транзистора 14 соединены с инвертирующим выходом схемы 3 управления состоянием ключей, а коллекторы - с резисторами 15 и 16 и базами выходных транзисторов 4 и 5. Транзисторный ключ 2 высокого уровня выходного логического синала соединен с шиной 17опорного напряжения высокого уровня вы 5 ходного логического сигнала, с неинвертирующим выходом схемы 3 управления. состоянием ключей и минусовой шиной 12питания. На вход 18 схемы 3 управлениясостоянием ключей подается входной логический сигнал стандартных уровней, черезшину 19 на схему 3 управления состояниемключей подается плюсовое напряжение питания.Преобразователь логических уровней15 работает следующим образом.При подаче на вход 18 низкого уровнялогического сигнала на инвертирующем выходе схемы 3 управления состоянием ключей устанавливается высокий уровень20 напряжения, который подается на базутранзистора 13 и эмиттер транзистора 14ключа 1 низкого уровня логического сигнала,Транзисторы 13 и 14 открываются, через резисторы 15 и 16 протекает их коллекторный ток. Падения напряжений нарезисторах 15 и 16 открывают транзисторы4 и 5 .выходного двухтактного каСкада, поцепи: шина 9 опорного напряжения низкого30 уровня, эмиттер-коллектор транзистора 4,диод 6, диод 7, эмиттер-коллектор транзистора 5, резистор 11, минусовая шина 12протекает ток. На выходной шине 8 устанавливается напряжение, равное напряжению35 на шине 9 опорного напряжения низкогоуровня минус половина напряжения стабилизации стабилитрона 10. Транзисторы выходного двухтактного каскада ключа 2высокого уровня логического сигнала в это40 время закрыты, и величина напряжения нашине 17 опорного напряжения высокогоуровня не влияет на величину выходногонапряжения на шине 8,При подаче на вход 18 высокого уровня45 логического сигнала на инвертирующем выходе схемы 3 управления состоянием ключей устанавливается низкий уровеньнапряжения, который подается на базутранзистора 13 и эмиттер транзистора клю 50 ча 1 низкого уровня логического сигнала.Транзисторы 13 и 14 закрываются, падения напряжений на резисторах 15 и 16,включенных между базами и эмиттерамитранзисторов 4 и 5, становятся равными55 нулю, транзисторы 4 и 5 выходного двухтактного каскада ключа 1 низкого уровня закрываются, и величина напряжения на шине 9 опорного напряжения низкого уровня не влияетна величину выходного йапряжения на шине 8. В то же время высокий уровеньванной аппаратуры 10 15 20 25 30 35 40 состоянием ключей. напряжения с неинвертирующего выхода схемы 3 управления состоянием ключей, через соответствующие переключающие транзисторы, открывает транзисторы двухтактного выходного каскада ключа 2 высокого уровня логического сигнала и на выходной шине 8 устанавливается напряжение, равное напряжению на шине.47 опорного напряжения высокого уровня минус половина напряжения стабилизации стабилитрона ключа 2 высокого уровня логиче-. ского сигнала,Разность потенциалов эмиттер-коллектор транзисторов 4 и 5 двухтактного выходного каскада определяется напряжением стабилизации стабилитрона 10 и слабо зависит от величины изменяемого (программируемого) напряжения на шине 9, вследствие чего для этих транзисторов может быть установлен ненасыщенный режим работы.Технико-экономическая эффективность предлагаемого преобразователя состоит в том, что расширение диапазона изменения уровней логического сигнала позволяет расширить функциональные возможности по добных устройств при сопряжении различных блоков аппаратуры, построенных на разных типах интегральных схем, обеспечивая преобразование логических сигналов одного из стандартных уровней в программируемые уровни напряжений, охватывающие сигналы элементов ЭСЛ,ТТЛ, МОП и КМОП. Выбором режима работы схемы 3 управления состоянием ключей обеспечивается управление устройства от сигналов одного из стандартных уровней, например, ТТЛ или ЭСЛ, или КМОП. В устройствах автоматизированного диагностирования изделий цифровой электронной техники (логических тестерах), в которых предлагается применять данный преобразователь логических уровней, вследствие уменьшения погрешности установки выходных напряжений он обеспечивает, помимо сопряжения логического тестера с объектами диагностирования различных типов, допусковый контроль изделий. Ввиду слабой зависимости выходного напряжения преобразователя от сопротивления нагрузки (сопротивления входов обьекта диагностирования) облегчается управление выходными напряжениями и их калибровка, сокращается время тестирования. Все это приведет к повышению конструктивных и эксплуатационных характеристик вышеназФормула изобретенияПреобразователь логических уровней содержащий первый и второй транзисторные ключи и схему управления состоянием ключей, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона изменения и уменьшения погрешности установки уровней напряжения выходного логического сигнала, первый и второй транзисторные ключи выполнены на р-и-р и п-р-п-транзисторах выходных каскадов, при этом эмиттерц р-и-р-транзисторов выходных каскадов первого и второго транзисторных ключей подключены соответственно к шинам опорного напряжения низкого и высокого уровней выходного сигнала и к катодам соответственно первого и второго стабилитронов, аноды которых подключены к эмиттерам и-р-и-транзисторов выходных каскадов соответственно первого и второго транзисторных ключей и через соответствующие гасящие резисторы - к минусовой шине питания, коллекторы р-и-р-транзисторов выходных каскадов первого и второго транзисторных ключей через соответственно первый и третий диоды в прямом включении соединены с выходной шиной, которая через второй и четвертый диоды в прямомвключении соединена с коллекторами и-р-итранзисторов выходных каскадов соответственно первого и второго транзисторных ключей, базы и-р-и и р-и-р-транзисторов выходных каскадов первого и второго транзисторных ключей соединены с коллекторами соответственно р-и-р и и-р-и-транзисторов входных каскадов этих ключей и через соответствующие резисторы - с собственными эмиттерами, базы и эмиттеры соответственко р-п-р и и-р-и-транзисторов входных 45 каскадов первого и второго транзисторных ключей соединены с общей шиной, база и эмиттер соответственно и-р-и и р-и-р-транзисторов входных каскадов первого и второ.го транзисторных ключей подключены 50 соответственно к инвертирующему и неинвертирующему выходам схемы управления