Логический элемент

10 541287 Союз Советских Социалистических Республик.03.77 но 30,12.76. Бюлле делам изобретений и открытий Дата опубликогат я описан 72) Авторыизобретения71) Заявитель К. Г. Самофалов, Я. В. Мартынюк и Н, А. Квитка Киевский ордеьа Ленина политехнический институтим. 50-летия Великои Октябрьской социалистической рево и(54) ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ рансформамы.го элементаизуемых ло пьезоочке схегическосло реал увеличениекций и почиславышен Изобрете ие относится к 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. Экранирующии электродора подключен к общей тНедостатком данного ловляется недостаточное чиических функций.Целью изобретения являетсяреализуемых логических фие помехоустойчивости. Поставленная цель достигается за счет того, что в пьезотрансформатор введена поляризованная в противоположном направлении информационным секциям возбуждения ком пенсирующая секция, входной электрод которой через разделительные полупроводниковые диоды подсоединсн к логическим входам и компенсирующему входу, а вход усилителя и управляющий вход логического элемента сое динены с выходным электродом генераторнойсекции соответственно через разделительные конденсатор и резистор.На фиг. 1 изображен логический элемент сдвумя информационными входами; на фиг, 2 15 показан принцип построения многовходовыхлоги,еских элементов на основе двухвходовых,ческий элемент состоит нз шнрокопоо пьезотрансформатора 1, в котором и пьезокерампки пластины 2 под вход- электродами 3, 4 и 5, поляризованные м направлении, образуют информационекцпи возбуждения, а противоположно ляризованный - компенсирующую секозбуждення. Входные электроды 3 н 4 едственпо соединены с логическими тн 6, 7, к которым через разделительные 8, 9 подсоединен также электрод 5, кокроме того, через разделительный днсоединен с компенсирующим ьходом 11. лосног 20 уча стк ными в одно ные с им по 25 цпю в непоср входах диоды тарый 30 од 103Пьезоксрамическая пластина 12 является общей генераторпой секцией пьезотрансформатора и акустически сазана с секциям; возбуждения экранцру 1 ощих электродом 13, подключенным к общей точке устройства, С по мощью выходного электрода 14 пластина 12 через резистор 15 подсоедпнена к управляющему входу 16, а также через конденсатор 17 ц операционный усилитель 18 связала с выходом 19 лоп 1 ческого элемента, 10Описываемый элемент при реализации логической операции И работает следующим образом.В исходном состоянии поляризация пластины 12 имеет максимально возможную величи ну, а направление ее определяется полярностью входных имтульсов схемы,Г 1 редположим, информационные импульсынапряжения положительной полярности присутствуют одновременно на входах 6 и 7, Тогда 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. 1/3 часть нескомпенсированного заряда д в электроде 14 приведет к возникновению на выходе пьезотрансформатора 1 импульса напряжения, амплитуда которого равна У.=.- 1 ОСг (С 2 - емкость конденсатора, образованного электродами 13, 14 и пластиной 12,) Импульс напряжения с выхода пьезотрансформатора 1 через разделительный конденсатор 17 и опс рационный усилитель 18 поступает на выход 19. Для обеспечения нормального фупкционированпя синхронно с информационными пмпульсамп папр 5 жснпя, поступаюцпмп па логические входы 6, 7, па компенсирующий вход 50 11 подают импульсньш сигнал положительной полярности одинаковой с ними амплитуды и формы и, таким образом, предохраняют закорачивание компенсирующей сек 51 ии возбуждения полупроводниковым диодом 10 в момент 55 действия информационного ситцала, Если импульсны 1 сигнал цапряженц 51 присутствует только на одном из логических входов 6 или 7 схемы, то на выходе пьезотрансформатора 1 импульс напряжения отсутствует 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 входов 16 или 7) и, кроме того, через них осущс;твляется заряд конденсатора, образованного электродами 5, 13 и участком пластины 2 под электродом 5, а разряжается оп через диод 10 при отсутствии компенсирующего импульса напряжения.Таким образом, только при одновременном прп.утствии на входах 6, 7 информационных импмльсов напрягкения положительной поляр" ности и компенсирующего импульса на входе 11 на выходе 19 логической схемы появится импульс напряжения, а во всех других случаях выходной сигнал отсутствует.11 аряду с выполнением логической операции И элемент может быть использован в качестве аналогового элемента памяти, аналоговая информация в котором выражается 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 геператорцую секцию пьезотрансформатора от больших зарядных токов, а вход операцион ного усилителя от постоянного напряжени 5 записи аналоговой информации.В случае использования элемента как са мостоятельпого 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 подсоедиппть к общей точке схемы,Увеличение числа входов логического элемента может быть получено объединением 1 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 функциопальные возможности схемы и, кроме того, повысить се помехозащищенность. Формула изобретенияЛогический элемент по авт. св. Хо 320058, отличающийся тем, что, с целью увеличения числа реализуемых логических функций541287 Фиг. 1 Составитель Гехред Е. Петр Артюх с,орректор И. Позняковская ол едак Изд. М 220 Государственн по делам 13035, Москва, Заказ 334/5ЦНИИП Тираж 1029ого комитета Совета Министризобретений и открытийЖ, Рауиская наб., д. 4,5 испо ипография, пр. Сапунова,и повышения помехозащищенности, в пьезотрансформатор введена поляризованная в противополоином направлении информационным секциям возбуждения 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 геператорной секции соответствен: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,