Симметричный триггер

(5 СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИЗОБРЕТЕН И СА"гс 1 СВИДЕТЕЛЬСТВУ ТОРСИ1081779. Целью изобрет вышение помехоустойчиво потребляемой мощности. данной цели в устройс транзисторы 1 и 2, резис обратимый оптрон 5, ди дены светодиод 8 и резист повышения быстродействи ство введены резисторы 1 гере, работающем на ми обратимого можно постави ный оптрон. В этом случа деленно рассчитанными в тивлений может работать тельном режиме. 1 з.п., 1 тво СССР 286, 1980.ТРИГГЕР тся к импульсной менение в устройслительной технистров, блоковинформации к авт. св. реги ния ным л(57) Изобретение относитехнике, может найти приствах автоматики и вычики в качестве элементасчитывания и накоплеи является дополнитель ения является пости, уменьшение Для достижения тво, содержащее торы 3, 4, 9, 10, оды 6 и 7, ввеоры 13 и 14. Для я в данное устрой и 12. В тригкротоках вместо ть дифференциаль е триггер с опрееличинами сопров строго избираил.с 20 Изобретение относится к импульсной технике и может найти применение в устройствах автоматики и вычислительнои техники в качестве элемента регистров, блоков считывания и накопления информации.Целью изобретения является повыц 1 еци помехоустойчивости, быстродействия и уменьшения потребляемой мощности.На чертеже приведена принципиальная электрическая схема симметричного триггера с дополнительным излучающим диодом (с дифференциальным обратимым оптроном).Симметричный трип ер содержит дца транзистора 1 и 2 с резисторами 3 и 4 в коллекторных цепях, обратимый оптроц 5, диоды 6 и 7 которого включены в цепи пе рекрестных коллекторно-базовых связей транзисторов 1 и 2 соответственно, дополнительный светодиод 8, оптически связанныи с диодами 6 и 7, два резистора 9 и 10, гпунтируюших коллекторцыс переходы транзисторов 1 и 2 соответственно, резисторы 11 и 12, шунтирующие диоды 6 и 7 обратимого оптрона соответственно, резисторы 13 и 14, шунтируюшие базо-эмиттерные переходы транзисторов 1 и 2 соответственно. Устройство работает следующим образом В исходном состоянии транзистор 1 (2) открыт, а транзистор 2(1) закрыт. При подаче импульса управления на базу откры того транзистора 1 он запирается. Напряжение на коллекторе транзистора 1 возрастает, диод 7 перестает излучать. Одновременно на управляющий вход устройства подают аналоговый (импульсный) управляюгций сигнал, который через ограцичиваюц 1 ий резистор К поступает на дополнительный светодиод 8, последний выдае 1 соответствующий световой сигнал на оптические вхо. ды диодов 6 и 7 одновременно. В диор,ах обратимого оптрона 5 возникают дополнительные фототоки (фотонапряжения), которые несколько способствуют ускорению переброса триггера в новое устойчивое положе ние, но на более высоком уровне управляющих напряжений обратной связи. Дейс вительно, возникшее дополнительное напряжение фотоЭДС на диоде 7 минусом будет приложено к базе транзистора 1, последний еще быстрее начнет закрываться и на его коллекторе возникнет высокий уровень пряжения, достаточный для преодоления встречной фотоЭДС диода 6, диод 6 лавинно открывается и на базе транзистора 2 появляется высокий уровень управляюпего напряжения, открывакццего с болыцей скоростью транзистор 2. Через базовый переход транзистора 2 и диод 6 цачицае-.протекать общий ток, диод 6 начинает работать излучателем и выдает световой поток на оптический вход диода 7, фотоЭДС на диоде 7 е 1 це больше возрастает, трап зистор 2 полностью открывается и подключаст анод диода 7 к обшей шине питания, одновременно, запираюшее напряжение диода 7 целиком прикладывается к входу транзистораи полностью его запирает. На базе транзистора 1 появляется лог.0, равный сумме фотоЭДС, возникшей от двух источников излучения - диода 6 и светодиода 8 (возможно возникновение отрицательного напряжения на базе транзистора 1), минус этого напряжения приложен к базе транзистора, а плюс к эмиттеру. ,иод 6 переходит в режим излучателя, а диод 7 - в режим фотоприемника. Через 1 ц зистор 9, диод 7 и коллекторно-эмиттерный переход транзистора 2 начинает протекать суммарный фототок диода 7, работающего в режиме фотоприема. Через диод 6 проходят два встречных тока: ток накачки излучателя (диода 6), который движется от коллектора транзистора 1 к базе тран. зистора 2, и фототок, возникший от допол-ительного излучателясветодиода 8 и двигающийся от базы транзистора 2 к коллектору транзистора 1. В результате пороговый барьер отпирания диода 6 повышается на величину значения встречного фототока или на величину встречной фотоЭДС. Изменяя величину тока накачки излучателя-све. тодиода 8, можно в широких пределах регулировать порог отпирания диодов 6 (7) цри переходе их на режим излучения. Меняя уровень фотопотока излучателя-светодиода 8 током накачки, можно получить одновременный порог срабатывания транзисгора 2( ) и диода 6(7), что приведет к ускорению переключения триггера Одновременно увеличение порога срабатывания диода 6(7) при переходе его ца режим излусция приводит к идентичному увеличению порога, запирацию транзистора 1(2) фото- диодом диодом 7. Для переброски триг - гсра в новое устойчивое положение требуется болыпая электрическая энергия источника управляюшего напряжения, чем для управления основного устройства, т.е. налицо возрастание помехоустойчивости триггера.Подавая сигнал управления на другой рацзистор (транзистор 2), триггер переводят и новое противоположное сос. ояние, при котором диод 7 работает в качествг свсгодиода, а диод 6 - в качествеФотодиода. 11 роцесс перехода 1 иода 7 ца режим из,.; пения блюдет проходить следуюшим образом1 ри появлении низкого уровня управляюц,его цапряжеция лог.0 на управляющем входе транзистора 2 в базе транзистора 2 начнет происходить рассасывание зарядов, а катод диода 6 окажется на короткое вре 1 я подключен к обшей шине питания, ток накачки через диод 6 скачком незначительно увеличится, соответственно незначительно возрастет ток в фотоприемном диоде 7,1251295 10 15 20 25 Работа триггера с дифференциальным оптроном мало чем отличается от работы триггера с дифференциальным обратимым оптроном на микротоках. Единственным отличием в таком триггере будет отсутствие оптической связи между диодами 6 и 7. Но такой триггер несколько лучше работает в режиме двоичного счета, когда через светодиод 8 подают импульсы тока, В таком же режиме может работать симметричный триггер при включенных резисторах 13 и 14 (11 и 12). В этом случае импульсом фотопотока от светодиода 8 возбуждаются оба диода 6 и 7. Транзистор 1 заперт, транзистор 2 открыт током, протекающим через диод 6. Возникшая в диоде 7 фотоЭДС сильнее запрет транзистор 1, а возрастающая фотоЭДС на диоде 6 достигнет такого значения, что протекания прямого тока через лиол 6 не булет, транзистор 2 начнет за 0 ираться, сопротивление его коллекторного перехола возрастает, величина фототока через резистор 9 уменьшится и ток резистора 9 пойдет на вход транзистора 1, который начнет открываться, величина запирающего потенциала диода 7 уменьшится, диод 7 откроется в прямом направлении возросшим потенциалом транзистора 2. В этот момент светодиод 8 выключается, а транзисторы 1 и 2 входят в новое состояние. Такой режим в триггере (двоичный режим счета импульсов) на дифференциальном оптроне можно получить при определенной амплитуде и длительности тока накачки излучателя-светолиола 8. (Данная схема триггера на чертеже не показана). Триггер с лифференциальным оптроном и с определенно рассчитанными величинами сопротивлений в цепях триггера может работать и в строго избирательном режиме, т.с. переключение триггера возможно, например, при различных черелуюп 1 ихся ам илитулах тока накачки и соответствующих ллитель. ностях управляющих импульсов. 55 на короткое время помехоустойчивость триггера возрастает (момент предельной помехоустойчивости триггера), но как только заряд в базе транзистора 2 рассосется и транзистор 2 начнет открываться, то шунтирующего влияния диода 7 на лавинно открывающийся транзистор 2 происходить не будет, так как под действием постоянно присутствующей в диоде фотоЭДС, возникшей от дополнительного источника излучения светодиода 8 (потенциальный встречный барьер фотоЭДС основному источнику питания), сопротивление диода 7 остается еще некоторое время довольно большим. Поэтому крутизна фронта в транзисторе 2(1) при его открывании резко возрастает в сравнении с крутизной фронтов в основном устройстве. И как только потенциал на коллекторе транзистора 2 достигнет значения большего порога отпирания диода 7, фототок станет меньше тока отпирания транзистора 1(2), фототок через резистор 9 уменьшится до минимального значения и транзистор 1 откроется, диод 6 перестанет излучать раньше, чем диод 6 в основном устройстве, ввиду влияния встречной фотоЭДС диода 6 на спадающее напряжение на коллекторе транзистора 1. В результате и диод 6 и транзистор 2 выключатся одновременно (быстрее, чем в основном устройстве, где излучатель выключается например раньше, чем выключится транзистор). Потребление электрической энергии в новом решении будет меньше, чем в известном, при всех прочих равных условиях. Поэтому токи накачки обратимого оптрсна 5 можно довести до минимальных величин - вплоть до значений максимальных фототоков в диодах 6(7), работающих в режиме фото- приема. А максимальный фототок и определяется при этом фотоэнергией дополнительного светодиода 8. В этом случае триггер переходит на режим работы с отрицательными сопротивлениями в цепях обратных связей триггера (диоды 6 и 7 частично перешли на режим управляемых отрицательных сопротивлений).В таком режиме триггер становится наиболее помехоустойчивым и экономичным - работает на микротоках. Сам триггер в микроточном режиме работы позволяет использовать вместо биполярных транзисторов униполярные транзисторы - полевые транзисторы. Триггер может выполняться на КМОП элементах и т.д. Для того, чтобы при малых токах накачки диодов 6(7) триггер не уменьшил своего быстродействия, диоды 6 и 7 шунтируются резисторами. В результате восстановление диодов 6 (7) при переключении триггера будет происходить быстреепри переходе диода 6 из режима фото- приема в режим излучения (будет умень 30 35 40 45 50 щена постоянная времени диода 6(7) Не сколько лучший эффект по ускорению бы строЛействия триггера получается при шунтп. ровании базо-эмиттерных перехолов транзисторов резисторами 13 и 14. В этом случае ускоряется время рассасывания зарядов р-п-переходов транзисторов и лиолов 6(7) одновременноРабота симметричного триггера с лополнительными резисторами 11, 12, шунтирующимидиоды обратимого оптрона 5, и с резисторами 13, 14, шунтирующими базоэмиттерные переходы транзисторов 1 и 2, происходит аналогичным образом.В триггере, работающем на микротоках, вместо обратимого оптрона можно поставить дифференциальный оптрон.1251295 формула изобретения Составитель Л. Петрова Редактор М. Бандура Техред И. Верес Корректор Т. Колб Заказ 4425(57 Тираж 816 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 41. Симметричный триггер по авт. св. Хо 1081779, отличающийся тем, что, с целью повышения поМехоустойчивости и уменьшения потребляеМой мощности, в него введены дополнительный светодиод, оптически связанный с каждым диодом обратимого оптрона, и резисторы, шунтирующие базозмиттерные переходы транзисторов. 2. Триггер по и. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены резисторы, которые включены параллельно соответствующим диодам обратимого оптрона.