Многопороговый логический элемент

РЕТЕНИ В 3190773593644/220.05,8330.12.84.И.А.ПальяОмский по621.374(01.Авторск077, кл,.(61) (21) (22) (46) (72) (71) (53) (56)В 319 Бюл.9овитех8,8) ический институт етельство ССС19/23, 1971. 3(54) (57) и ЭЛЕМЕНТ по о т л и ч с целью ра воэмозеост личества в каздой пар тора много ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ НОГОПОРОГОВЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙавт.св. В 319077,а ю щ и й с я тем, что,сщирения функциональныхей за счет увеличения коходов, в него введены дляы входов линейного суммаколлекторный и многоэмиттерный транзисторы и дополнительный резистор, включенный мезду положительным полюсом источника питания и базой многоэмиттерного транзистора, один эмиттер которого соединен с первым входом, а другой - со вторым входом соответствующей пары входов линейного сумматора, коллектор многоэмиттерного транзистора подключен к базе многоколлекторного транзистора, эмиттер которого соединен с отрицательным полюсом источника питания, один коллектор подключен к анодам диодов первого входа, второй коллектор соединен с анодами диодов второго входа соответствующей пары входов линейного Е сумматора.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, вчастности к пороговым логическимэлементам.По основному авт;св. Р 319077известен многопороговый логическийэлемент, содержащий линейный сумматор, выполненный на.резисторах иуправляемый с входными диодами,через сглещающие диоды с объединенными катодами подключенный к последовательно соединенным суммирующимрезисторам и многопороговому дискриминатору, выполненным в виденескольких параллельно соединенныходнопороговых дискриминаторов на 15транзисторе,с заземленным эмиттером,база которого объединена с коллектором,цругого транзистора, эмиттеркоторого подключен к соответствующему суммирующему резисторуг а коллектор присоединен к базе аналогичного транзистора в предыдущем дискриминаторе Ц ,Недостатком многопорогового логического элемента является то, чтопри реализации функции четностиколичество высокоточных резисторовв таком элементе должно в два разапревосходить число логическихвходов. Иаксимальное значение порога в подобном элементе не должнопревосходить 8 (исходя из требований помехоустойчивости). Это означает, что максимальное число переменных, от которых реализуется функция четности, также не должнопревосходить 8. Это уменьшает функциональные возможности.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей за счетувеличения количества входов. 40Поставленная цель достигается темчто в многопороговый логический элемент ввецены для враждой пары входовлинейного сумматора многоколлекторный и многоэмиттерный транзисторы 45и дополнительный резистор, включенный между положительным полюсом.источника питания и базой многоэмиттерного транзистора, один эмиттеркоторого соединен с первым входом, 50а другой - со вторым входом соответствующей пары входов линейногосумматора, коллектор многоэмиттерного транзистора подключен к баземногоколлекторного транзистора, эмиттер которого соединен с отрицательным полюсом источника питания, одинколлектор подключен к анодам диодовпервого входа, второй коллектор соединен с анодами диодов второго входасоответствующей пары входов линейного сумматора,На чертеже представлена принципиальная схема многопорогового логического элемента. 65 Многопороговый логический элементчетности содержит линейный сумматор1, состоящий из входных диодов 2,смещающих диодов 3, резисторов 4,образующих резисторную матрицу, многоэг 4 иттерных транзисторов 5, много-.коллекторных транзисторов б и дополнительных резисторов 7,многопороговыйдискриминатор 8, состоящий из однопороговых дискриминаторов на транзисторах 9-16, резисторов 17-22 ирезистивный делитель из суммирующихрезисторов 23-26.Каждая пара диодов 2 и 3 линейного сумматора в точках, объединяющих их аноды .через резисторы, определяющие вес входов, подключена к положительному полюсу источника питания27, Катоды диодов 3 объединены иподсоединены ко входу резисторногоделителя из резисторов 23-26, выходы которого соединены со входамиодно ороговых дискриминаторов натранзисторах 9,12,10,13,11, 14 и 15.Катоды диодов 2 каждой пары входов 29 линейного сумматора 1 соединены с эмиттерами многоэмиттерноготранзистора 5, база которого черезрезистор 7 подсоединена к положительному полюсу источника питания27, а коллектор подключен к баземногоколлекторного транзистора 6.Эмиттер многоколлекторного транзистора б подсоединен к отрицательномуполюсу 28 источника питания, а кол-лекторы соединены соответствечнос точками объединения анодов диоов 2 и 3 первого и второго входовсоответствующей пары входов линейного сумматора. База транзистора 16подключена к коллектору транзистора12, принадлежащего однопороговомудискриминатору с наименьшим порогомсрабатывания. Коллектор транзистора 16 подключен к выходной клемме30 многопорогового элемента. Транзисторы 9-11 развязывают между собой дискриминаторы с последовательными порогами срабатывания.Базы транзисторов 9-11 и 16 черезрезисторы 17-20 подключены к положительному полюсу источника питания27. Коллектор транзистора 16 черезрезистор 21 также подключен кположительному полюсу источникапитания 27,Работает многопороговый логический элемент следующим образом.Пусть элемент имеет восемь входов. Значения весовых коэффициентоввходов линейного сумматора равныединице. Пороги срабатывания дискриминаторов на транзисторах 9,12,10,13,11,14 и 15 соответственно равны1-4.В исходном состоянии (все входныепеременные равны нулю) диоды 2,связанные со входами 29, проводят -ток от источника питания через резисторы 4. Потенциал на выходе линейного сумматора 1 недостаточен для срабатывания дискриминаторов на транзисторах 9 и 12. Транзистор 9 является открытым, что приводит к5 появлению низкого уровня напряжения на базе транзистора 12, и он закрывается. На выходе 30 многопорогового логического элемента устанавливается низкий уровень напряжения, соответст вующий 0.Если положительный потенциал присутствует только на одном из входов линейного сумматора 1, то соответствующий диод 2 запирается и ток 15 от источника питания через соответствующий резистор 4 переключается в цепь резисторов 23-26, При этом все многоколлекторные транзисторы 6 являются закрытыми, поскольку у любого из многоэмиттерных транзисторов 5 хотя бы один из эмиттеров находится под низким уровнем напряжения. На выходе линейного сумматора 1, в этом случае присутствует уро 25 вень напряжения, достаточный для срабатывания дискриминатора на транзисторах 9 и 12. При этом транзистор 9 закрывается, на его коллекторе устанавливается высокий потен-. циал, приводящий к открыванию транзистора 12 и закрыванию транзистора 16. На клемме 30 формируется высокий уровень напряжения, соответствующий единичному значению логической функции. 35Пусть теперь две выходные переменные многопорогового логического элемента равны единице и они постпают в клеммы 29, относящиеся к различным парам входов линейного 40 сумматора. Соответствующие диоды 2 запираются и ток от источника. питания через соответст вующие резисторы 4 и диоды 3 поступает в цепь резисторов 23-26. Пос-" 45 кольку все многоколлекторные транзисторы в этом случае являщтся закрытыми, то тока, протекающечерез резисторы 23-26, достаточно для появления потенциала, вызывающего срабатывание дискриминаторов на транзисторах 9,12,10 и 13. Поскольку транзистор 13 дискриминатора с порогом срабатывания 2 при этом открывается, то потенциал на его коллекторе уменьшается, что приводит к закрыванию транзистора 12 и открйванию транзистора 16. На выходе 30 в этом случае формируется нулевое значение логической функции.Если две входные переменные 60 многопорогового логического элемента равны единице и поступают на клеммы 29, относящиеся к одной паре входов линейного сумматора, то на обоих эмиттерах соответствующего многоэмиттерного транзистора 5 присутствует высокий уровень напряженияБазовый ток этого транзистора переключается в цепь коллектора и поступаетв базы многоколлекторного транзистора 6, Соответствующий многоколлекторный транзистор открывается и токичерез связанные с его коллекторамирезисторы 4 поступают к отрицательному полюсу источника питания 28,минуя делитель из резисторов 23-26.Потенциала на выходе линейного сумматора 1 становится недостаточно длясрабатывания дискриминатора на транзисторах 9 и 12. На выходе 30 многопорогового логического элемента формируется нулевое значение логическойфункции.Если на клеммы 29, принадлежащиеразличным парам входов линейногосумматора 1, поступает три или четыре входные переменные, равные единице, то соответствующие входные диодь 1.2 закрываются, ток от положительногополюса источника питания через резисторы 4 поступает в цепь из резисторов 23-26. При этом срабатывают дискриминаторы на транзисторах9,12,10,13, 11 и 14 или 9,12,10,13,11, 14 и 15 и на выходе 30 соответст.венно формируется единичное илинулевое значение логической функции.Аналогичным образом происходитработа многопорогового логическогоэлемента при других комбинацияхвходных сигналов. Пру этом всегдаследует учитывать, что единичныезначения переменных, поступающие вклеммы 29, принадлежащие к одной паревходов линейного сумматора, приводят к открыванию транзистора б, коллекторы которого соединены с анодами диодов 2 и 3 соответствующей парывходов. В этом случае ток от положительного полюса источника питания127 через резисторы 4 и открытыймногоколлекторный транзистор б поступает к отрицательному полюсу источника питания 28, минуя цепьрезисторного делителя из резисторов23-.26. Следовательно, максимальноезначение тока в цепи резисторов23-26 будет протекать при поступлении на клеммы 29, принадлежащиеразличным парам входов линейногосумматора, четырех переменных, равных единице. Максимальное значениепорога (и количество однопороговыхдискриминаторов) многопороговогологического элемента четностиравно числу,пар входов линейногосумматора,Укаэанные изменения в структуремногопорогового логического элемента позволяют повысить его технологичность за счет уменьшения числавысокоточных резисторов. уменьшается число однопороговых дискримиДакаэ 9805/44 Тираж 861 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретейий и открытий 113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д.4/5.Филиал ППП фПатент,г.ужгород, ул,Проектная, 4 наторов (при заданном числе входов),что приводит к .уменьшению временизадержки сигнала.Кроме того, расширяются функцио"нальные возможности предложенного элемента, поскольку при максимальном значении порога, равномвосьми, он позволяет реализовать функцию четности от аргументов,