Пороговый элемент

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликаф делам изобретений н открытий(72) Авторы изобретения В. М. Глушков, Н. Д. Девятков, О. Д. Баранцева,М. Б. Голант, В. П. Деркач, В. А. Климентович,А. П. Леонтьев и А, Ю, Спирин Ордена Ленина институт кибернетики АН Украинской ССР(54) ПОРОГОВЫЙ ЭЛЕМЕНТ Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике.Известен пороговый элемент, который используется для реализации различных логических функций, содержащий линии задержки и задания порога и триггер, собранный из переключателей тока на транзисторах 11Быстродействие такого элемента ограничено временем переходных процессов в транзисторах,постояннои времени 0гг 10 йС-цепей, влиянием паразитных емкостей.Наиболее близким к предлагаемому является пороговое устройство, содержащее последовательно соединенные15 суммирующее и релейное устройства, выполненные на миниатюрных СВЧ-приборах типа отражательного клистрона-минитрона,причемвыход пороговой ячейки через суммирующее устройство,в качестве которого используется. полосковая линия с боковыми связями, ипетлю связи соедицец с резонатором релейной ячейки. Полосковая линия через боковые связи соединена с клеммами входных сигналов. Такой элемент обладает достаточно большим быстродействием, надежен и технологичен 2 1.Однако этот пороговый элемент требует тактирования, включающего также подготовительные такты, что ограничивает его реальное быстродействие. На входы элемента должны поступать только когерецтцые сигналы, что необходимо для нормальной работы суммирующего устройства на полосковых линиях. Кроме этого, полосковые линии не осуществляют полной развязки источников входных сигналов.Цель изобретения - повышение быстродействия устройства при расширении его функциональных возможностей.Поставленная цель достигается тем, что в пороговом элементе, содержащем последовательно соединенные суммирующее и релейное устройства, суммцрукнцее устройство выпоццецо ца мицитро886226Для обеспечения работы минитронов 11-1 и в детекторном режиме,а минитрона 2 в обычном режиме генерации эти приборы работают от раз 5 личных источников напряжения на отражателях : Ед 11,подключенного к шинам 6 и БЕер, подключенного кшинам б и 8, а также от различныхисточников питания на резонаторах:10 Е ре,1 (шины 4 и 5) и Е (шина7 и 8).ЕЬ 1На базе данного порогового эле.мента можно реализовать логическиесхемы, выполняющие операции И,15 ИЛИ, мажоритарную операцию. Призначении К=1 пороговый элемент выполняет операцию ИЛИ, при К=и - операцию И, при 1 Ки " мажоритарнуюФункцию.20 Если выбрать рабочую точку ми нитрона 2 таким образом, что в исходном состоянии прибор генерирует колебания, а при поступлении входных сигналов рабочая точка перемещается в об 25 ласть отсутствия генерации из зоныгенерации, то пороговый элемент будетвыполнять операцию инвертирования НЕ,Если в этом случае задать пороговоезначение К=1, то элемент будет выполнять операцию ИЛИ-НЕ, а при К=поперацию И-НЕ .Быстродействие порогового элемента в основном определяется длительностью переходных процессов в резонаторах минитронов и определяетсявыражением 1 ЗСфСп1ч ФФ Т нах по числу входов, резонаторы которых соединены петлями связи со входными винами элемента, катоды соединены с шиной питания, релейноеустройство выполнено на минитро.не, катод которого соединен со второйшиной питания, а резонатор " петлейсвязи с выходной шиной, причем отражатели:всех минитронов соединены меж"ду собой и подключены к одному выводурезис 1 ора, второй вывод которого соединен с третьей шиной питания,На чертеже представлена принципиальная схема порогового элемента наи входовПороговый элемент содержит и входных минитронов 1=1-1=п, выходнойминитрон 2, входные шины 3=1-3 и.шины питания 4-8;резистор 9 и выходную шину 1 О,Пороговый элемент работает следующим образом.В исходном состоянии до поступле-ния входных сигналов минитрон 2 негенерирует СВЧ колебаний, так какего начальная рабочая точка находится за пределами зоны генерации. Припоступлении входных сигналов в резонаторы минитронов 1=1-1=п в цепяхотражателей этих минитронов, работающих в детекторном режиме, появляется ток, создающий падение напряжения на резисторе 9. Так как отражатели входных минитронов 1=1-1=псоединены с нагрузочным резистороми отражателем минитрона 2, положениерабочей точки минитрона 2 зависит отвеличины токов отражателей входныхминитронов. При достижении суммарным током, протекающим через резис-.тор 9, порогового значения рабочаяточка минитрона 2 перемещается взону генерации. Величина пороговоготока выбирается таким образом чтобы. запуск генерации производилсяпри поступлении единичных импульсовна определенное число входов К, гдеКможет принимать значения 1 и 2. в .,и,Если СВЧ-мощность поступает на количество входов, менвшее К, то перепад напряжения на резисторе 9 будет недостаточен для ввода рабочей точки минитрона 2 в зону генерации. Необходимая величина порога устанавливается посредством изменения величины резистора 9 в цепи отражателей минитронов, а также выбором режима питания приборов. ТЭйт+ ьсп40.Где Ящ - максимальньпЗ коэФФициент.быстродействия;. Т - период собствен.ных колебаний; 10 т - время установления колебаний;Оп - время спадаколебаний.Наименьшее число. периодов М вМп 45 одном цикле работы прибора состав- ляет 50 Анализ переходных процессов устройствапоказывает, что время установления колебаний в минитроне можнооценить выражением55 - 2,8;+баафф Еещ Емче НИИПИ Заказ 10558/76 Ти аж 991 Подписно 2Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Гуг в минитронах с Я О составляет около (30-50) Т,Так как дфто При использовании минитронов спериодом колебаний 1 Ос(Г 100 ГГц)можно получить быстродействие около1 с 11 ГГц),Предлагаемый пороговый элементвыгодно отличается.от известных, таккак.параметры минитронов остаютсяпрактически неизменными при воздействии внешних факторов и достаточностабильны во времени. Устройствоимеет более высокое быстродействие,так как отсутствуют подготовительные такты может .функционироватьс некогерентными входными сигналамии даже имеющими различные частоты.Кроме этого, осуществляется полнаяразвязка источников входных сигналов. формУла изобретенияПороговый элемент, содержащий последовательно соединенные суммирующее и релейное устройство, о т л и -З ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения быстродействия н расширения функциональных воэможностей,суммирующее устройство выполнено наминитронах по числу входов, резонато 0 ры которых соединены петлями связи асо входными шинами элемента, катодысоединены с шиной питания, релейноеустройстВо выполнено на минитроне,катод которого соединен со второйВ шиной питания, а резонатор петлейсвязи - с выходной шиной, причемотражатели всех минитронов соединенымежду собой и подключены к одномувыводу резистора, вторым выводом соеМ диненного с третьей шиной питания,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 362488, кл. Н 03 К 19/42, 09.08.71.И 2. Авторское свидетельство СССРпо заявке В 2695479, 06.2.78 (прототип),