Полный троичный сумматор

(53)М. Кл, 6 06 Г 7/49 Веудеретеенае 1 кеюнтет СССР ае лелем нзебретеней к еткрытмйДата опубликования описания 0,05,81(54) ПОЛНЫЙ ТРОИЧНЫЙ СУММАТОР 3Изобретение относится к вычисли тельной технике н предназначено дляпостроения арифметических логическихустройств ,-а также целей аппаратного контроля ЭЦВИ; работающих в троичной системе,Известны сумматоры по модуля три, выполненные на сердечниках с прямоугольной петлей гистерезиса 1,11 и ЯеНедостатками таких сумматоров являются низкое быстродействие, боль в шая потребляемая мощность, низкая технологичность изготовления.Известен сумматор по модулю три, построенньй на логических элементах И ИЛИ, НЕтеОднако в этом сумматоре отсутствует формирование сигнала переноса и не учитывается перенос из предыдущего разряда, ввиду чего его нельзя использовать для построения многоразрядных сумматоров.Наиболее близким к предлагаемому является полный двоичный сумматор,2выполненный на трех пороговых элементах 4. Известно, что каждый пороговый элемент можно выполнить на переключателях тока, причем количество.переключателей тока, необходимых для построения порогового элемента, на единицу больше количества его входов 5 .Таким образом, количество переклю" чателей тока, необходимых для построения полного троичного сумматора, равно 21, что свидетельствует о сложности его схемы, и, следовательно, потреблений.им большой мощности, что является существенньек недостатком прн монолитно-интегральном исполнении схемы.Цель изобретения - упрощение схемы сумматора.Поставленная цель достигается тем, что полный троичный сумматор, содержащий переключатели тока, содержит диоды Шоттки, развязывающие диоды, резисторы питания и согла3 826342 ф сователи уровня, представляющиесобой эмиттерные повторители, причемвход переноса сумматора через первыйсогласователь уровня подключен к базе первого транзистора первого переключателя тока, база второго транзистора которого соединена с первойшиной опорного напряжения сумматора,эмиттеры первого и второго транзисторов первого переключателя тока объединены и через резистор соединеныс отрицательной шиной питания, коллекторы первого и второго транзистоколлектор первого транзистора четвертого переключателя тока соединек .с катодами первого и второго диодовШоттки,коллекторы второго транзистора четвертого переключателя тока ипервого транзистора пятого переключателя тока ооъединены и подключенык катодам третьего и четвертого диодов Шоттки, коллекторы третьего транзистора четвертого переключателя 510 ров первого переключателя тока соедитретьего транзистора второго переключателя тока и второго транзистора третьего переключателя тока объединены и подключены к эмиттерам транзисторов шестого переключателя тока, коллектор третьего транзистора третьего переключателя тока соединен, с эмиттерами транзисторов седьмого переключателя тока, базы первых транзисторов четвертого, пятого, шестого и седьмого переключателей тока соединены со входом младшего разрядавторого операнда сумматора, базы третьего выходного транзистора, ано 50 ды девятого, двенадцатого и тринадвторых транзисторов четвертого, пято- цатого диодов Шоттки соединены с базой четвертого выходного транзистора, база каждого из выходных транго, шестого и седьмого переключателя тока соединены со входом старшеэисторов через соответствующий резистор питания и развяэывающий диод,включенные параллельно, соединены1 с положительной шиной питания сумматора. го разряда второго операнда сумматорабазы третьих транзисторов четвертого,пятого, шестого и седьмого переключателей тока соединены с третьей шиной опорного напряжения сумматора,ф 55 иены с эмиттерами транзисторов соответственно второго и третьего переключателей тока, базы первых транзисторов второгои третьего переключателей тока через второй согласователь. уровня подключены ко входу младыего разряда первого операнда сумматора, базы вторых транзисторов второго и третьего переключателей тока через третий согласователь уровня подключены по входу старшего разрядапервого операнда сумматора, базы третьих транзисторов второго и третьегопереключателей тока соединены со второй шиной опорного напряжения сумматора коллектор первого транзисторавторого переключателя тока соединенс эмиттерами транзисторов четвертогопереключателя тока, коллекторы второго транзистора второго переключателятока и первого транзистора третьегопереключателя тока объединены и подключены к "эмиттерам транзисторов пятого переключателя тока, коллекторы 15 20 25 ЗО 35 40 , 45 тока, второго транзистора пятого переключателя тока и первого транзистора шестого переключателя тока объединены и подключены к катодам пятого и шестого диодов Шоттки, коллекторы третьего транзистора пятого переключателя тока, второго транзистора шестого переключателя тока ипервого транзистора седьмого переключателя тока объединены и подключенык катодам седьмого, восьмого н девятого диодов Шотткн, коллекторы третьего транзистора шестого переключателя тока и второго транзистора седьмого переключателя тока объединеныи соединены с катодами десятого,одиннадцатого и двенадцатого диодовШоттки, коллектор третьего транзистора седьмого переключателя тока соединен с катодами тринадцатого, четырнадцатого и пятнадцатого диодовШоттки, коллекторы первого, второго,третьего и четвертого выходных транзисторов соединены с положительнойшиной питания сумматора,эмиттерыпервого, второго и третьего выходныхтранзисторов соединены с соответствующими выходами суммы сумматора,эмиттер четвертого выходного транзистора соединен с выходом переносасумматора, аноды второго, третьего,седьмого и десятого диодов Шотткисоединены с базой первого выходноготранзистора, аноды первого, шестого,восьмого и пятнадцатого диодов Шоттки соединены с базой второго выходного транзистора, аноды .четвертого,пятого, одиннадцатого и четырнадцатого диодов Шоттки соединены с базой826342 6 ватель уровня, а также резисторы 59 и 60 в 1 1 0 1 О 1 27,2 1,3,1,3,1 0 0 1 О 1,4,13 1,4,14 1,5,15 6,5,27,28 6,0 0 25,27,2 25,26,2 1,5,6 1,5,17 2,6,12 26,5На чертеже приведена принципиальная схема полного троичного сумматора.Сумматор, содержит транзисторы 1- 24, причем транзисторыи 2 образу" ют первый переключатель тока, транзисторы 3-5 - второй переключатель тока, транзисторы 6-8 - третий переключатель тока, транзисторы 9-11- четвертый переключатель тока, транзисторы 2-14 - пятый переключатель тока, транзисторы 15-17 - шестой переключатель тока, транзисторы 18- 20 - седьмой переключатель. тока. Эти переключатели тока в совокупности образуют трехуровневый переключатель тока, в котором первый переключатель тока (транзисторы 1 и 2) образует первый уровень, второй и третий переключатели тока (транзисторы 3-8) образуют второй уровень, четвертый, пятый, шестой и седьмой переключатели тока (транзисторы 9-20) образуют третий. уровень ТранзИсторы 21-24 являются выходными. Сумматор содержит также питающие регуляторы 25-28, диоды Шоттки 29-43, развязывающие диоды 44-47, резистор 48, а также транзистор 49, диод 50, резисторы 51 и 52, образующие первый согласовательуровня, транзистор 53 и резисторы 54 и 55, образующие второй согласователь уровня, транзисторы 56 н резисторы 57 и 58, образующие третий согласоБаза транзисторачерез первыйсогласователь уровня (образованныйтранзистором 49, диодом 50 и резисторами 5 и 52 7 соединена со входомпереноса сумматора, на который подается сигнал Р, базы транзисторов 3и 6 через второй согласователь уровня (образованный транзистором 53 ирезисторами 54 и 55) соединены со вхо"дом младшего разряда первого операнда Х. Базы транзисторов 4 и 7 черезтретий согласователь уровня (образованный транзистором 56 и резисторами57 и 58) подключены ко. входу старшего разряда первого операнда Х. Базытранзисторов 9,12,15 и 18 соединены20 со входом младшего разряда второгооперанда У . Базы транзисторов 10,1316 и 19 соединены со входом старшегоразряда второго операнда У 1 . На эмиттере транзистора 2 образуется сигнал2 з переноса Р. На змиттерах транзисторов 22-24 образуются сигналы суммы551 и 5 о,Сделаем допущение, что падение напряжения на диодах Шоттки 29-43 равзо но О.Рассмотрим всевозможные допустимыесочетания состояния входов и реакциювыходов на зто сочетание. Результатыприведены в таблице,с т отличие ния схемы ть одинв Формула изобрете одержаи ч аупротранзисторов сея тока, базы пертвертого, пятогопереключателей н с эмиттер мого переключатх транзисторовстого и седьмог Иэ таблицы видно, что предлагаемая схема реализует функцию полногтроичного сумматора. полный троичныи сумемь переключателей известного, для пооторого требуется реключатель тока. Полный троичный сумматор, сщий переключатели тока, о т л 40 ю щ и й с я тем, что, с цельющения сумматора, он содержит диоды Шоттки, развязывающие диоды, резисторы питания и согласователи уровня, представляющие собой эмиттерные пов торители, причем вход переноса сумматора через первый согласователь уровня подключен к базе первого транзистора первого переключателя тока, база второго транзистора которого со- Зо единена с первой шиной опорного на" пряжения сумматора, эмиттеры первого и второго транзисторов первого переключателя тока объединены и через резистор соединены с отрицательной ши- у ной питания, коллекторы первого и второго транзисторов первого переключателя тока соединены с эмиттерами транзисторов соответственно второго и третьего переключателей тока, базы первых транзисторов второго и третьего переключателей тока через второй согласователь уровня под - ключены ко входу младшего разряда первого операнда сумматора, базы вторых транзисторов второгои третьего переключателей тока через третий согласователь уровня подключены ко входу стаРшего разряда первого операнда сумматора, базы третьих транзисторов второго и третьего переключателей тока соединены со второй шиной опорного напряжения сумматора, коллектор первого транзистора второго переключателя тока соединен с эмиттерами транзисторов четвертого переключателя тока, коллекторы второго транзистора второго переключателя тока и первого транзистора третьего переключателя тока объединены и подключены к эмиттерам транзисторов пятого переключателя тока, коллекторы третьего транзистора второго переключателя тока и второго транзистора третьего переключателя тока объ единены и подключены к эмиттерам транзисторов шестого переключателя тока, коллектор третьего транзистора третьего переключателя тока сое25 9 826342 тока соединены со входом младшегоразряда второго операнда сумматора, базы вторых транзисторов четвертого, пятого, шестого и седьмого переключателей тока соединены со входом стар. 5 шего разряда второго операнда сумматора, базы третьих транзисторов четвертого, пятого, шестого и седьмого переключателей тока соединены с третьей шиной опорного напряжения 1 О сумматора, коллектор первого транзистора четвертого переключателя тока соединен с катодами первогои второго диодов Шоттки, коллекторы второго транзистора четвертого переключателя тока и первого транзистора пятого переключателя тока объединены и подключены к катодам третьего и четвертого диодов Шоттки, коллекторы третьего транзистора четвертого щ переключателя тока, второго транзистора пятого переключателя тока и первого транзистора шестого переключателя тока объединены и подключены к катодам пятого и шестого диодов Шоттки, коллекторы третьего транзистора пятого переключателя тока, второго транзистора шестого переключателя тока и первого транзистора седьмого переключателя тока объединены и ЗО подключены к катодам седьмого, восьмого и девятого диодов Шоттки, коллекторы третьего транзистора шестого переключателя тока и второго транзистора седьмого переключателя тока объе- з динены и соединены с катодами десятого, одиннадцатого и двенадцатого диодов Шоттки, коллектор третьего транзистора седьмого переключателя тока соединен с катодами тринадцатого, четырнадцатого и пятнадцатого диодов 10Шоттки, коллекторы первого, второго,третьего и четвертого выходных транзисторов соединены с положительнойшиной питания сумматора, эмиттеры первого, второгои третьего выходных транзисторов соединены с соответствующими выходами суммы сумматора, змиттерчетвертого выходного транзистора соединен с выходом переноса сумматора,аноды второго, третьего, седьмого иаесятого диодов Шоттки соединены сбазой первого выходного транзистора,аноды первого, шестого, восьмого ипятнадцатого диодов Шоттки соединеныс базой второго выходного транзисто"ра, аноды четвертого, пятого, одинадцатого и четырнадцатого диодов Шоттки соединены с базой третьего выходного транзистора, аноды девятого,двенадцатого и тринадцатого диодовШоттки соединены с базой четвертоговыходного транзистора, база каждогоиэ выходных транзисторов через соответствуюший резистор питания и развязывающий диод, включенные параллельно, соединены с положительной аннойпитания сумматора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 441564, кл, 0 06 Г 7/50, 1970;2. Авторское свидетельство СССРВ 455339, кл. 6 06 Г 7/385, 1972.3. Поспелов Д.А. Логические методы анализа и синтеза схем. И., "Энергия", 1968, с. 305-307, рис. 9.3.4, Авторское свидетельство СССРМ 416691 кл. С 06 Г 7/385, 1972 (прототип),5. Авторское свидетельство СССРФ 271570, кл. Н 03 К 5/08 у 1970