Многоустойчивый элемент

по Я 9867 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических Республикь я с)лг,од ноте цй 1. з ТОР СКОМУ СВ ЬСТВУ(23) ПриоритетОпубликовано 30.06.76. Бюллетень2Дата опубликования описания 27.07.76 1 Кч з Н ОЗК 29/О осударственнын комитет Совета Министров СССР по делам изобретенийи открытий 21.374 (088,8) 153 72) Авторы изобретения, Б. В, Забродский, О. И, Мельи О. Э. Хомутовский 1) Заявитель ститут автоматики 4) МНОГОУСТОЙЧИВЫЙ ЭЛЕМЕН сото Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться для запоминания напряжений и чисел, выраженных в виде группы последовательных импульсов, а также для запоминания скважности импульсов.Известны время-иипульсные многоустойчивые элементы 11 с использованием одновибраторов в качестве задержки и дифференцирующей цепи для выделения задержанного импульса.Однако в таких элементах требуется соответствие характеристик преобразования входного напряжения в длительность и длительности в выходное напряжение. Устойчивость при различных значениях этих напряжений достигается за счет введения нелинейных че. тырехполюсников в замкнутую цепь двух преобразователей.Кроме того, факт наличия соответствия этих преобразований подразумевает замыкание цепи положительной обратной связью. Так, если входное напряжение увеличивается, то увеличивается и длительность задержки, а увеличенная длительность преобразуется в большое выходное напряжение, которое при замьокании цепи становится входным.Известен также многоустойчивый элемент 2, содержащий одновибратор, вход запуска 1 рого подключен к источнику импульсов запуска, вход управления задержкои соединенс запоминающим конденсатором, а выход через разделительный диод подключен к дифференцирующему конденсатору, ограничительному диоду и резистору смещения,Элементы, построенные по этому принципу,позволяют получить не,более нескольких десятков устойчивых состояний, так как затруднительна настройка соответствия этих взаимных преобразований, а при изменении характеристик отдельных элементов схемы устойчивость может быть потеряна (положительнаясвязь переведет схему в крайнее устойчивоеположение) .15 Цель изобретения - повышение стабильности устоичивых состояний.Это достигается тем, что в предлагаемыймногоустойчивыи элемент введен токораспределительныи элемент, содержащий стабилитрон, один вывод которого подключен к ограничительному диоду, к второй обкладкедифференцирующего конденсатора и черезразделительный диод соединен с источникомтактовых импульсов, а другой вывод подсоединен к базе разрядного транзистора, эмиттеркоторого подключен к дополнительному источниосу,напряжения, а коллектор через резистор и диод подключен к точке соединениязапомицаюдщего конденсатора с входом управ 30 ленпя задержкой одновибратора.3На фнг. 1 представлена структурная электрнческая схема предлагаемого многоустойчивого элемента; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу схемы.Многоустойчивый элемент состоит из управляемого одновибратора 1 с выдержкой при заряде хронирующего конденсатора 2 и с источником тока в цепи заряда, состоящим нз транзистора 3, стабилнтрона 4 и резисторов 5 и 6, обеспечивающим линейную зависимость выдержки времени одновибратора от управляющего напряжения У, и цепи дифференциальной отрицательной обратной связи; со. стоящей из разделительной цепи, включающей в себя распределительный диод 7 и резистор смещения 8 с ограничительным диодом 9, к которой подключен дифференцирующий конденсатор 10, к другой обкладке которого подсоединен токораспределительный элемент, состоящий из ограничительного 11 разделительного 12 диодов и стабилитрона 13, другой вывод стабилитрона 13 подключен к базе разрядного транзистора 14, коллектор которого через резистор 15 и диод 16 подключен к запоминающему конденсатору 17 и к входу управления выдержкой времени одновибратора, а к разделительному диоду 12 подсоединен источник 18 тактовых импульсов, Кроме того, в схему многоустойчивого элемента входят транзисторы 19, 20, диоды 21 - 26, резисторы 27 - 30, а также источники питания 31, 32, дополнительный источник, напряжения 33, источник импульсов запуска 34, конденсатор 35 и источник смещения 36.Позиции на фиг. 2 обозначают: 37 - импульс запуска; 38 - выходные импульсы одновибратора; 39 - ток заряда конденсатора 10;40 - хронирующие импульсы; 41 - ток компенсации.Схема работает следующим образом.Одновибратор запускается периодической оследовательностью импульсов, поступающих 1 ерез конденсатор 35 и диоды 21, 23 на базу .ранзистора 19. Транзистор 19 открывается, .и с его коллектора поступает положительный потенциал, выделяемыи на кремниевом диоде 22, на базу транзистора 20 через резистор 27, Транзистор 20 закрывается, на его коллекторе появляется отрицательный потенциал, который через резистор 29 запирает диод 26, Хронирующий конденсатор 2 начинает заря. жаться по линейному закону током от источника тока, вьиполненного на транзисторе 3, стабилитроне 4 и резисторах 5, 6, Ток заряда конденсатора 2 проходит через переход база - эмиттер транзистора 19, поддерживая его в открытом состоянии. Когда заряд конденса. тора 2 доститнет величины напряжения на запоминающем конденсаторе 17, диод 25 открывается, и ток через конденсатор 2 резко уменьшается, поскольку емкость конденсатора 17 значительно превышает емкость конденсатора 2.Ток смещения, поступающий от источника смещения 36 через резистор 28 на базу тран 5 10 15 20 25 30 35 :И 45 50 55 60 65 4зистора 19, в этот момент закрывает транзистор 19 н начинает идти через диод 24, ограничивающий потенциал смещения. Ток, проходящий от источника питания 31 ( - У,) через резисторы 30 и 27, открывает транзистор 20, и хронирующнй конденсатор 2 разряжается через диоды 22, 24, 25 и транзистор 20, В монумент переключения одновпбратора 1 (закрытие транзистора 20) на запоминающий конденсатор 17 идет короггкий импульс тока, который при отсутствии обратной связи подзаряжает конденсатор 17.Для обеспечения устойчивости элемента вводится дифференциальная импульсная отрицательная обратная связь, компенсирующая ток подзаряда конденсатора 17.Схема компенсации работает следующим образом.В момент окончания выдержки одновибратора (фиг. 2), когда транзистор 19 закрывается, закрывается и разделительный диод 7 в цепи развязки, и через резистор 8 начинает заряжаться конденсатор 10 до уровня напряжения ограничения - /ь подаваемого на ограничительный диод 9. Время заряда дифференцирующего конденсатора 10 выбирается равным,полуперноду хронирующих импульсов, подключаемых через разделительный диод 12 к другой обкладке дифференцирующего конденсатора 10. К этой же обкладке через стабилитрон3 подключается база разрядного транзистора 14. Хронирующие импульсы синхронны с импульсами запуска, а отношение их периодов определяет количество устойчивых состояний элемента. Импульс тока заряда дифференцирующего конденсатора 10 автоматически распределяется на два импульса (через периодически открывающийся диод 12 и через стабилитрон в базу транзистора 14) таким образом, чтобы через открывающийся транзистор 14, диод 16 и резистор 15 шел импульс тока, равный току подзаряда конденсатора 17 и компенсирующий его.Если ток компенсации,превышает ток подзаряда, то запоминающий конденсатор 17 несколько, разряжается, задержка одновибратора уменьшается, импульс тока заряда дифференцирующего конденсатора 10 сдвигается влево (фиг, 2), и длительность импульса открьпия транзистора 14 уменьшается, тем самым уменьшая ток компенсации.Как видно из фиг. 2, длительность импульсов тока компенсации в различных устойчивых состояниях не зависит от времени задержки, а только от расположения импульсов тока, заряда конденсатора относительно любого из хронирующих импульсов, т. е. отсутствует иреобразование временного интервала (скважности выходных импульсов одновибратора) в напряжение выхода.Величина .обратной связи выбирается очень приближенно с помощью резистора 15, и не требуется точная настройка схемы, как у известных время. импульсных элементов. Точное соответствие тока компенсации здесь устанавливается автоматически, что и позволяет значительно увеличить число устойчивых состояний.Другие преимущества схемы, также способствующие увеличению количества устойчивых состояний, заключаются в применении одновибратора с выдержкой времени,при заряде хронирующсто конденсатора, имеющего малую мощность по каналу управления выдержкой (очень короткий импульс на подзаряд запоминающего конденсатора), и включении источника тока в цепь заряда хронирующего конденсатора, обеспечивающего линейное изменение напряжения на заряжаемоц об. кладке,Перевод элемента в следующее устойчивое состояние осуществляется подачей импульса тока ца заряд или разряд запоминающего конденсатора. Величина этого импульса выбирается примерно такой, чтобы задержка одновцбзатора при новом значении напряжения конденсатсра изменилась на время, равное периоду хроцирующих импульсов.Применение таких многоустойчивых элементов позволяет создать максимально простые и надежные устройства памяти (или накопители) напряжений, скважности и числа импульсов. Элементы могут быть применены в качестве автоматических задатчиков для электронных регуляторов, выпускаемых промышленностью и широко применяющихся для автоматизации различных технологических процессов. Формула изобретения Многоустойчивый элемент, содержащий одновцбратор, вход запуска которого подключен 5 к источнику импульсов запуска, вход управления задержкой соединен с запоминающим конденсатором, а выход через разделительный диод подключен к дцффсреццирующему кон.денсатору, ограничительному диоду ц резцсто ру смещения, отличающийся тем, что, сцелью повышения стабильности устойчивых состояний, в него введен токораспределптельный элемент, содержащий стабплитрон, один вывод которого подключен к ограничительно му диоду, к второй обкладке дцфференццрующего, конденсатора ц через разделцтегц.ный диод соединен с источником тактовых импульсов, а другой, вывод подсоединен к базе разрядного транзистора, эмиттер которого под ключен к дополнительному цсточнцку напряжения, а коллектор через резистор ц диод подключен к точечке соединения запоминающего конденсатора с входом управления задержкой одновибратора.25Источники ниформации, принятые во внимание при экспертизе.1. Я. Е. Беленький. Многофазные релаксационные схемы на транзисторах. М., Связь,30 1972, стр. 109 (аналог),2. В. П, Сигорокий и др. Многоустойчивыеэлементы дискретной техники. М., Энергия,19 бб, стр, 39 (прототип).59867 158 Составитель В. Назаровактор Е. Караулова Техред А. Камышникова Корректор А. Абдряхимова ПодписноСССР ипографпя р, Сапунова,Заказ562/13 Изд.1475 ЦНИИПИ Государственного ко по делам изобре 113035, Москва, )К, Тираж 1029итета Совета Министеннй и открытийРаушская наб д. 4/5