Многопороговый логический элемент

Союз Советскик Социапистическик РеспубликОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ оо 790341 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 2501,79 (21) 2718834/18-21с присоединением заявки Нов(23) ПриоритетОпубликовано 23,12,80, Бюллетень Йо 47Дата опубликования описания 2 3. 12. 80 Р 1)Кз Н ОЗ К 19/42 Государственный комитет СССР оо делан изобретений и открытиИ(21) Заявитель 54) МНОГОПОРОГОВЫИ ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к пороговым логическим элементам.Известен многопороговый логический элемент, содержащий линейный сумматор, подключенный к резистивному делителю, соединенному с многопороговым дискриминатором 1).Недостатком известного многопорогового логического элемента является высокая потребляемая мощность,.Известен многопороговый логический элемент, содержащий линейный сумматор, состоящий из входных диодов 15 и реэисторной матрицы, подключенный через разделительные диоды к резистивному делителю, соединенному с одними входами логических элементов И-НЕ, образующих многопороговый 20 дискриминатор, второй вход каждого из которых соединен с выходом последующего логического элемента И-НЕ ГЦ Недостатком этого многопорогового элемента является то, что входные сигналы в форме положительных потенциалов запирают в любых комбинациях входные диоды, входящие в состав ,линейного сумматора. Этим обеспечи вается переключение тока от источника питания в цепь резистивного делителя. При поступлении на входы многопорогового логического элемента большого числа логических переменных равных единице, потенциал на выходе линейного сумматора возрастает. Это приводит к уменьшению степени насыщения разделительных диодов, входящих в состав линейного сумматора, из-за уменьшения разности потенциалов между анодом и катодом диода. Это, в свою очередь, приводит к увеличению погрешности и уменьшению линейности суммирования из-эа изменения тока через диоды. Кроме того, даже в этом случаекогда входные сигналы многопорогового логического элемента равны нулю, имеет место потребление мощности линейным сумматором из-эа протекания токов через входные диоды.Цель изобретения - уменьшение потребляемой мощности, повышение линейности и уменьшение погрешности линейного сумматора.Для достижения поставленной цели многопороговый логический элемент, содержащий резистивный делитель, выходы которого соединены с однимивходами логических элементов И-НЕ, образующих многопороговый дискриминатор, второй вход каждого из которых соединен с выходом последующего логического элемента И-НЕ, содержит транзисторы, эмиттеры которых подключены к отрицательному полюсу источника питания, базы подключены к выходным клеммам многапорагового элемента, а коллекторы через резисторы соединены с выходом реэистивногоделителя, вход которого подключен к положительному полюсу источника питания.На чертеже приведена принципиальная электрическая схема многопорагового логического элемента. 13Многопороганый логический элемент содержит для каждого входа ключ на транзисторе 1, последовательно с ко" торым включен резистор 2, определяющий вес данного входа.Транзисторы Я 1 транзисторных ключей через резисторы 2 подсоединены к выходу резистивнаго делителя из резисторов 3, вход которого подключен к клемме 4, соединенной с положительным полюсом источника питания. Эмиттеры транзисторов объединены и подключены к клемме 5, соединенной с отрицательным полюсом источника питания, Многапароговый дискриминатор б состоит из двухвходовых логических элементов И-НЕ 7, образующих многопорогоные дискриминаторы. Клемма 8 подключена к положительному полюсу источника питания, клеммы 9 являются входами, а клемма 10 - выходом многапарогового логического элемента. Источник питания на чертеже не показан. Одно- пороговый, дискриминатор на элементе И-НЕ 7, один из входов которого соединен с клеммой 8, имеет наимень О ший порог срабатывания,а однопорого" вый дискриминатор на элементе И-НЕ 7, выход которого является выходом многопорогового логического элемента, имеет наивысший порог срабатыванияМногопороговый логический элемент работает следующим образом.При отсутствии входных сигналов транзисторы 1 заперты, потенциалы точек соединения резисторов 3 равны напряжению источника питания. На ныходе однопорогового дискриминатора с наименьшим порогом срабатывания - уровень логического нуля. На выходе 10 многопорогового логического элемента присутствует уровень логической единицы, если количестна однопороговых дискриминаторов четно, и уровень логического нуля - н противоположном случае (при нечетном числе Я однопороговых дискриминаторов) .Пусть число однопороговых дискриминаторов является нечетным. Тогда входные сигналы в форме положительных потенциалов напряжения открывают А 5 в любых комбинациях транзисторы 1. При этом ток через цепь последовательно соединенных резисторов 3 апре деляется величиной Х= Х-ьйЛ:еФгде х,ю - соответственно входной сигнал и вес 1-га входа мнагопорогового логического элемента; и-число входов.В случае, если для парогоноднопорогоных дискриминаторов многопороговага логического элемента соблюдается условие Т 1Т (Т(Тя при 8 Т на выходе 10многопораганого логического элемента присутствует уровеньлогическогонуля. Если Т 27 ЯЬТ 1, та потенциал нтачке 11 соединения резисторов 3 ста -нанится ниже порога срабатываниядискриминатора на логическом элементе И-НЕ 7 и на его выходе устанавливается высокий уровень напряжения. Это приводит к тому, чта значения выходов всех аднапораганыхдискриминаторов с большими порогами срабатывания изменяются на противоположные и на выходе 10 многопорогового логического элемента устанавливается уровень логическойединицы.Появление на выходах 9 мнагапараговаго логическогоэлемента комбинации исходных сигналов, которойсоответстнует Т 3 БЪТ 2, приводит кпоявлению низкого уровня напряженияна выходе аднопарогового дискриминатора с порогом Т и установлению навыходе 10 уровня логического нуля.Если комбинации входных переменныхсоответствует величина БТ, тапотенциал точки 12 стананится нижепорога срабатывания соотнетствующего дискриминатора на логическомэлементе И-НЕ 7 и на выходе 10 многопорогового элемента устанавливается высокий уровень напряжений,соответствующий логической единице.Указанные изменения в структуре .многопорогового логического элемента позноляют улучшить линейностьи уменьшить погрешность линейногосумматора эа счет того, что степеньнасыщения транзисторных ключей 1при предлагаемой схеме их включения определяется величиной напряжения на входах 9 и практически независит от числа входных сигналовравных единице. Кроме того, снижается потребляемаяфлинейным сумматором мощность, поскольку токивходов; на которые поступают нулевые значения логических переменных,равны нулю,Формула изобретенияМногопороговый логический элемент, содержащий резистивный делитель,790341 0 Составитель Н.,ЦубровскаяРедактор И.Николайчук Техред Н.Ковалева Корректор Е,Папп Заказ 9076/68 Тираж 995ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035,Москва,й,Раушская наб.,д.4/5 Подписное Филиал ППППатентф,г.Ужгород,ул.Проектная,4 выходы которого соединены с одними входами логических элементовИ-НЕ, образующих многопороговыйдискриминатор, второй вход каждогоиэ которых соединен с выходом последующего логического элемента И-НЕ,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью уменьшения потребляемоймощности, повышения линейности иуменьшения погрешнос.и линейногосумматора, он содержит транзисторы,эмиттеры которых подключены к отрицательному полюсу источника питания,базы подключены ко входным клеммаммногопорогового элемента, а коллекто.ры через резисторы соединены с выходом резистивного делителя, вход которого подключен к положительномуполюсу источника питания. Источники информации,принятые во внимание при энсhертиэе 1. Авторское свидетельство СССР 9 608266, кл. Н 03 К 19/42, 1978. 2. Авторское свидетельство СССР 9 538490, кл. Н 03 К 19/12, 1977.