Линия задержки

(я)5 Н 03 К 5 А КО ВИДЕТЕЛ ЬСТВУ 34/219092. Бюл, %31зводственное объе(21) 48370 (22) 11.06 (46) 23.08 (71) Прои ма" (72) Н.Г.М (56) ОАТА еббоп. 1 ени мкроэлектроа именно к о применяезации межразличного ия является сти задания ржки имеет ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР елентьев и О,Г,Казаринов Воо 3 с, О 9 та пте 9 гатес Сгсо 1 з,987, р, 432, 439-441.(54) ЛИНИЯ ЗАДЕРЖКИ (57) Изобретение относится к ми нике и вычислительной технике схемам линий задержки, широк мым для обеспечения синхрони ду электронными системами назначения. Целью изобретен повышение надежности и точно величины задержки, Линия заде Изобретение относится к микроэлектронике и вычислительной технике, а именно к схемам линий задержки, широко и рименяемым для обеспечения синхронизации между электронными системами различного назначения.Известны гибридные линии задержки, в которых наряду с бескорпусной ИС,используемой как входной и выходные буферы, монтируются конденсаторы, катушки индуктивности, резисторы, имитирующие характеристики длинных ка бел ьн ых линий,Недостатками этих схем являются низкая надежность, связанная с применением навесного монтажа пассивных элементов,и невысокая точность задания величины задержки, связанная с разбросом параметров и ячеек задержки; каждая из которых содержит выходной инвертор, первый и второй времязадающие конденсаторы. В каждую ячейку введены элемент 2 ИЛИ-НЕ, элемент 2 И с прямым и инверсным входами, первый и второй переключатели тока, шина опорного напряжения, двойной инвертор с прямым . и инверсным выходами, элемент НЕ, первый и второй транзисторы, первый и второй диоды, первый и второй резисторы, По сравнению с прототипом, имеющим навесные времязадающие конденсаторы в каждой ячейке линии задержки, предлагаемое устройство содержит два времязадающих конденсатора на всю линию задержки, один из которых осуществляет задержку фронта входного сигнала, а другой - задержку среза. 2 ил. навесных элементов от одной ячейки линии задержки к другой, . (ЛНаиболее близким техническим решением. к изобретению является линия задержки, содержащая вход, десять ячеек задержки, включающих. выходные инверторы, выходы которых подключены к соответствующим выходам линии задержки, каждая ячейка включает навесные время- задающие элементы - конденсатор и индуктивность, вход линии задержки рез входной инвертор подключен к первой ячейке, навесные времязадающие элементы ячеек соединены между собой последовательно.При поступлении сигнала на вход линии задержки он передается на выходы с определенной временной задержкой, соответствующей данному выходу,Недостатком известной линии является низкая надежность схемы, связзчнэя с наличием навесных времязадающих элементов конденсаторов и индуктивностей) в каждой ячейке линии задержки, Кроме того, разброс параметров навесных элементов от ячейки к ячейке приводит к снижению точности задания величины задержки.Цель изобретения - повышение надежности схвмы и точности задания величины задержки,Указанная цель достигается тем, что в схему линии задержки, содержащую вход, и ячеек задержки, каждая из которых содержит выходной инвертор, выходы инверторов соединены с соответствующими и выходами линии задержки, первый и второй времязадэющие конденсаторы, первые выводы которых соединены с общей шиной, согласно изобретению в каждой из и ячеек введены элемент 2 ИЛИ-НЕ, элемент 2 И с прямым и инверсным входами, первый и второй переключатели тока, шина опорного напряжения, двойной инвертор с прямым и инверсным выходами, элемент НЕ; первый и второй транзисторы, первый и второй диоды, первый и второй резисторы. Выход элемента 2 ИЛИ-НЕ подключен к входу выходного инвертора, первый вход элемента 2 ИЛИ-НЕ соединен с выходом элемента 2 И, а второй вход - с прямым выходом первого переключателя тока, прямой вход элемента 2 И соединен с выходом элемента НЕ, а инверсный вход - с прямым выходом второго переключателя тока, вход первого переключателя тока подключен к прямому выходу двойного инвертора, а вход второго переключателя тока - к инверсному выходу двойного инвертора, вход двойного инвертора соединен с входом элемента НЕ и подключен к входу ячейки задержки, шина опорного напряжения подключена к первому и второму переключателям тока, Змиттер первого транзистора соединен с прямым выходом двойного инвертора, его база соединена с анодом первого диода и через первый резистор с шиной питания, коллектор первого транзистора соединен с втбрым выводом первого времязадающего конденсатора, катод первого диода - с выходом элемента 2 ИЛИ-НЕ, эмиттер второго транзистора - с инверсным выходом двойного . инвертора, его база - с анодом второго диода и церез второй резистор с шиной питания, коллектор второго транзистора соединен с вторым выводом второго время- задающего конденсатора, катод второго диода подключен к выходу выходногоинвертора, С второй по и-ю ячейки задержки введены также в ячейки задержки третий и четвертый диоды, причем анод третьего диода подключен к аноду первого диода, а 5 анод четвертого диода - к аноду второгодиода, катод третьего диода и-й ячейки соединен с выходом выходного инвертора (и)-й ячейки, а катод четвертого диода и-й ячейки - с выходом элемента 2 ИЛИ-НЕ п)-й ячейки, выход (и)-1 ячейки соединен с входом и-й ячейки, вход линии задержки - с входом первой ячейки,На фиг, 1 представлена схема линии задержки; на фиг. 2 - эпюры напряжений, поясняющие работу схемы. Линия задержки включает в себя и последовательно соединенных ячеек задержки, выход ячейки 1 соединен с входом ячейки 2, выход ячейки 2 - с входом ячейки п, выход ячейки и- с входом ячейки и. Вход ячейки 1 образует вход линии 3 задержки, Выходы ячеек 1, 2, п, и задержки образуют соответствующие выходы 4-7 линии задержки, Ячейка 1 состоит из двойного инвертора 8, имеющего прямой и инверсный выходы, вход которого соединен с входом элемента НЕ 9 и образует вход яцейки задержки, прямой выход двойного инвертора 8 соединен с входом первого переключателя 10 тока и эмиттером первого транзистора 11, база которого подключена к аноду первого диода 12 и церез первый резистор 13 к шине питания, инверсный выход двойного инвертора соединен с входом второго переключателя 14 тока и эмиттером второго транзистора 15, база которого подключена к аноду второго диода 16 и через второй резистор 17 к шине питания, Прямой выход второго переключателя 14 тока подключен к инверсному входу элемента 2 И 18, прямой вход которого соединен с выходом элемента НЕ 9. Выход элемента 2 И.18 соединен с первым входом элемента 2 ИЛИ-НЕ 35 40 тора 20 соединен с катодом второго диода 16 и образует выход ячейки задержки, Шина 21 опорного напряжения подключена к первому 10 и второму 14 переключателям тока, Яцейка 1 подключена к времязадающим 50 конденсаторам 22, 23. Коллектор первого транзистора 11 соединен с вторым выводом первого времязадающего конденсатора 22, коллектор второго транзистора 15 - с вторым выводом второго времязадающего конденсатора 23, первые выводы время 45 19, второй вход которого соединен с прямым выходом первого переключателя 10 тока. Выход элемента 2 ИЛИ-НЕ 19 соединен с входом выходного инвертора 20 и катодом первого диода 12, выход выходного инверзадающих конденсаторов 22, 23 соединены При изменении напряжения на входе 3 с общей шиной. с низкого уровня на высокий напряжение наЯчейка 2, включающая в себя все эле- прямом выходе двойното инвертора 8 наци- менты ячейки 1 с описанными выше свя- наетнарастать, Апосколькуконденсатор 22 зями, а именно двойной инвертор 245 через открытыйтранзистор 11 подключен к имеющий прямой и инверсный выходы, эле- прямому выходу двойного инвертора 8, то мент НЕ 25, первый переключатель 26 тока,. время нарастания напряжения на прямом первый транзистор 27, первый диод 28, пер- - выходе двойного инвертора 8 определяется вый резистор 29, второй переключатель 30 временем заряда конденсатора 22 (фиг,2), тока, второй транзистор 31, второй диод 32, 10 При достиженйи величины напряжения раввторой резистор ЗЗ, элемент 2 И 34 с пря- ной напряженйЮ нашине 21 опорного намым и инверсным входами, элемент пряжения срабатывает переключатель 10 2 ИЛИ-НЕ 35, выходной инвертор 36, шину . тока и на его прямом выходеустанавливает опорного напряжения, подключенная к ся высокий уровень.времязадающим конденсаторам 22, 23, до На выходе элемента 2 ИЛИ-НЕ 19 "устаполнительно включает в себя третий диод 38 навливается низкий уровень, на выходе выи четвертый диод 39. Анод третьего диода . ходного инвертора 20 - высокий уровень и, 38 соединен с анодом первого диода 28, а соответственно, высокий уровень на выходе его катод - с выходом выходного инверто ячейки 1 (фиг.2). При этом диод 12 включара 20 ячейки 1. Анод четвертого диода 39 20 ется, а транзистор 11 выключается и, таким соединен с анодом второго диода 32, его образом, конденсатор 22 отключается от катод - с выходом элемента 2 ИЛИ-НЕ 19 ячейки 1, Высокий уровень на катодах диоячейки 1. дов 28, 38 и низкий уровень на прямом выЯчейки п, и полностью повторяют ходе двойного инвертора 24 приводит к ячейку 2, связи между ними аналогичны 25 тому,чтотранзистор 27 включаетсятокомот связям между ячейками 1 и 2, . шины питания через резистор 29, подклюцает конденсатор 22 к ячейке 2 и разряжаетРаботалиниизадержкинапримереяче- его через открытый транзистор 27 (фиг.2), ек 1 и 2 осуществляется следующим обра- Высокий уровень на катоде диода 16 и низзом, 30 кий уровень на инверсном выходе двойногоПусть на входе 3 сигнал отсутствует, на- инвертора 24 приводят к тому, что транзипряжение соответствует низкому уровню. стор 15 вклюцается током от шины питания Тогда на прямом выходе двойного инверто- через резистор 17, подключает конденсатор ра 8 также низкий уровень, а на его ийвер(.- 23 к ячейке 1 и разряжает его через открыном выходе - высокий уровень. На прямом 35 тый транзистор 15, Поскольку на катоде дивыходе второго переключателя 14 тока бу- ода 39 низкий уровень, то он включен, а дет высокий уровень и, следовательно, на транзистор 31 выключен, и поэтому времявыходеэлемента 2 И 18 - низкийуровень;На задающий конденсатор 23 не подключен к прямом выходе первого переключателя 10, ячейке 2, Соответствующим образом контока будет низкий уровень и, таким абра денсатор 23 не подключен к ячейкам п, и, зом, на выходе элемента 2 ИЛИ-НЕ 19 - вы- Изменение напряжения на входе ячейсокий уровень, на выходе выходногоки 2 и, соответственно, на входе двойного инвертора 20 и выходе 4 ячейки 1 линии инвертора 24 приводитктому,чтонапряжезадержки - низкий уровень, Соответствен- ние на прямом выходе двойного инвертора но, на выходе 5 ячейки 2, на выходе 6 ячейки 45 24 начинает нарастать. А поскольку конденп, выходе 7 ячейки п также будет низкий сатор 22 черезоткрытыйтранзистор 27 подуровень.Таккакнакатодедиода 12 высокий ключен к прямому выходу двойного уровень, а на прямом выходе двойного ин- инвертора 24, то время нарастания напрявертора 8 низкий уровень, то транзистор 11 жения на прямом выходе двойного инвертовключен током, протекающим от шийыпи ра 24 определяется временем заряда тания через резистор 13 и, следовательно, конденсатора 22 (фиг.2). При достиж,нии времязадающий конденсатор 22 подключен величины напряжения равной напряж; лию к ячейке 1 и разряжен через открытый тран- на шине 37 опорного напряжения срабатызистор 11 и на нем низкий уровень напря- вает переключатель 26 тока и на его прямом жения(фиг,2). Поскольку на катодедиода 38 55 выходе устанавливается высокий уровень. низкий уровень, то он включен, а транзи- На выходе элемента 2 ИЛИ-НЕ 35 устанавстор 27 включен, и поэтому времязадающий ливается низкий уровень, на выходе выход конденсатор 22 не подключен к ячейке 2 ного инвертора 36 - высокий уровень и Соответствующим образом конденсатор 22 соответственно, высокий уровень на выходе не подключен к ячейкам п, п. 5 ячейки 2 (фиг.2). При этом диод 28 вклюцается, а транзистор 24 выключается, и, таким образом, конденсатор 22 отключается от ячейки 2,При изменении напряжения нэ зходе 3 с высокого .уровня на низкий на прямом выходе двойного инверторэ 8 устанавливается низкий уровень, который приводит к установлению низкого уровня на прямом выходе переключателя 10 тока. Однако сс- стояние выхода элемента 2 ИЛИ-НЕ 19 не меняется, поскольку выход элемента НЕ 9 устанавливается в высокий уровень и выход элемента 2 И 18 также устанавливается в высокий уровень, При этом напряжение на инверсном выходе двойного инвертора 8 нарастает медленно, поскольку конденсатор 23 через открытый транзистор 15 подключен к инверсному выходу двойного инвертора 8, и время нарастания напряжения на инверсном выходе двойного инверторэ 8 определяется временем заряда конденсатора 23 (фиг,2).При достижении величины напряжения, равной напряжению на шине 21 опорного напряжения, срабатывает переключатель 14 тока и на его прямом выходе устанавливается высокий уровень, На выходе элемента 2 И 18 устанавливается низкий уровень на выходе элемента 2 ИЛИ-НЕ 19 - высокий уровень и на выходе выходного инвертора 20 - низкий уровень и, соответственно, низ; кий уровень на выходе 4 ячейки 1 (фиг.2). При этом диод 16 включается, а транзистор 15 выключается, и, таким образом, конденсатор 23 отключается от ячейки 1. Высокий уровень на катодах диодов 32, 39 и низкий уровень на инверсном выходе двойного инвертора 24 приводит к тому, что транзистор 31 включается током от шины питания через резистор 33, подключает конденсатор 23 к ячейке 2 и разряжает его через открытый транзистор 31. Изменение напряжения на входе ячейки 2 и, соответственно, на входе двойного инвертора 24 приводит к тому, что на прямом выходе двойного инвертора 24 устанавливается низкий уровень и также низкий уровень на прямом выходе переключателя 26 тока. Однако состояние выхода элемента 2 ИЛИ-НЕ 35 не меняется, поскольку выход элемента НЕ 25 устанавливается в высокий уровень и выход элемента 2 И 34 также устанавливается в высокий уровень. При этом напряжение на инверсном выходе двойного инвертора 24 нарастает медленно, поскольку конденсатор 23 через открытый транзистор 31 подключен к инверсному выходу двойного инвертора 24, и время нарастания напряжения на инверсном выходе двойного инвертора 24 определяется временем заряда конденсатора 23 (фиг,2), При достижении величины напряжения,равной напряжению на шине 21 опорного напряжения, срабатывает переключатель 30 тока, и нэ его прямом выходе устанавливается высокий уровень, На выходе элемента 2 И 34 устанавливается низкий уровень, на выходе элемента 2 ИЛИ-НЕ 35 - высокийуровень и на выходе выходного инвертора20 - низкий уровень и, соответственно, низ 10 кий уровень на выходе 5 ячейки 2 (фиг,2),При этом диод 32 включается. а транзистор 31 выключается и, таким образом, конденсатор 23 отключается от ячейки 2.По сравнению с известным содержащим навесные времязадэющие конденсаторы в каждой ячейке линии задержки, заявляемое решение содержит два время- задающих конденсатора нэ всю линию за 20 25 30 35 4.0 451 50 55 держки, один из которых осуществляет задержку фронта входного сигнала, а другой - задержку среза, Эти конденсаторы в соответствующий момент времени подключаются к нужной ячейке линии задержки, Таким образом, уменьшение навесных оремязадающих элементов до двух в заявляемом решении вместо и элементов в известном повышает надежность заявляемой линии задержки, Кроме того, наличие в заявляемомрешении одного времязадащего конденсатора, задерживающего фронт сигнала, и одного времязадающего конденсатора, задерживающего срез сигнала, способствует повышению точности задания задержки, поскольку отсутствует разброс параметров навесных оремязадающих элементов,Формула изобретения Линия задержки, содержащая вход, и ячеек задержки, каждая из которых содержит выходной инвертор, выходы инверторов соединены с соответствующими и выходами линии задержки, первый и второй времязадающие конденсаторы, первые выводы которых соединены с общей шиной, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности и точности задания величины задержки, в каждую из и ячеек введен элемент 2 ИЛИ-НЕ, элемент 2 И с прямым и инверсным входами, первый и второй переключатели тока, шина опорного напряжения, двойной инвертор с прямым и инверсным выходами, элемент НЕ, первый и второй транзисторы, первый и второй диоды, первый и втОрой резисторы, соединенные так, что выход элемента 2 ИЛИ-НЕ подключен к входу выходного инверторэ, первый вход элемента 2 ИЛИ-НЕ соединен с выходом элемента 2 И, а второй вход - с прямым выходом первого переключателя тока, прямой вход элемента 2 И соединен с1757091 10 Обш напряг выходом элемента НЕ, а инверсный вход - с прямым выходом второго переключателя тока, вход первого переключателя тока подключен к прямому выходу двойного инвертора, а вход второго переключателя то ка - к его инверсному выходу, вход двойного инвертора соединен с входом . элемента НЕ и,подключен к входу ячейки задержки, шина опорного напряжеййя подключена к первому и второму переклю чателям тока, эмиттер первого транзисто- ра соединен с прямым выходом двойного инвертора, его база соединена с анодом первого диода и через первый резистор - с шиной питания, коллектор первого тран зистора соединен с вторым выводом первого времязадающего конденсатора, катод первого диода соединен с выходом элемента 2 ИЛИ-НЕ, эмиттер второго транзистора соединен с инверсным выходом двойного инвертора, его база соединена с анодом втброго диода и через второй резистор - с шиной питания, коллектор второго транзистора соединен с вторым выводом второго время-задающего конденсатора, катод второго диода подключен к выходу выходного инвертора, с второй по и-ю ячейки задержки введены также третий и четвертый диЬды, причем анод четвертого диода подключен к аноду второго диода, катод третьего диода и-й ячейки соединен с выходом выходного инвертора (и -1)-й ячейки, а катод четвертого диода и-й ячейки соединен с выходом элемента 2 ИЛИ-Н Е (и)-й ячейки, выходной инвертор (и)-й ячейки соединен с входом и-й ячейки, вход линии задержки соединен с входом первой ячейки.1757091 с уролог Ос сРг Оин Еых 06 ых ЧВихрсСоставитель И. Поставнина ктор В, Данко Техред У,Моргентал Корректор С. Юско3099 Тираж Подписное НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина,