Струйный триггер

Струйный триггер

Реферат

 

Изобретение относится к конструктивным элементам струйных систем управления и может быть применено в системах управления технологическим оборудованем, различного рода машинами, а также для построения цифровых автоматических устройств. Техническим результатом изобретения является увеличение быстродействия струйного триггера за счет меньшего количества переключающихся при приходе тактового импульса элементов. Триггер содержит трехвходовый элемент НЕ - ИЛИ 1, двухвходовые элементы НЕ - ИЛИ 2, 3 первый бистабильный элемент 4, двухвходовые элементы НЕ - ИЛИ 5, 6, второй бистабильный элемент 7. Элементы НЕ - ИЛИ 1,2,3,5,6 имеют входы 8,9,10 и выходы 11, 12. Бистабильные элементы 4,7 имеют две пары раздельных входов 13,14 и 15,16 и выходы 17, 18. Струйный триггер имеет выходы 19, 20, счетный вход 21 и каналы 22, 23 установки триггера в первоначальное состояние. 1 ил.

Изобретение относится к конструктивным элементам струйных систем управления и может быть применено в системах управления технологическим оборудованием, различного рода машинами, а также для построения цифровых автоматических устройств.

Известны струйные счетные триггеры, содержащие активные и пассивные струйные элементы, соединенные между собой каналами с дросселями или без дросселей определенным образом [1].

Причинами, препятствующими достижению требуемого технического результата, являются следующие недостатки этих триггеров. Для устойчивой работы счетного триггера вводят обратные связи с его выхода на управляющие входы пассивного бистабильного элемента, что вызывает появление сигнала помехи по управляющему входу этого элемента после переключения счетного триггера. Поэтому такие схемы сложны в отладке и неудобны в эксплуатации.

Наиболее близким к изобретению является струйный триггера, содержащий бистабильные элементы и элементы НЕ-ИЛИ, первый и второй каналы установки триггеры в первоначальное состояние, первый из которых соединен с одним из входов первой пары раздельных входов первого бистабильного элемента, а второй - с одним из входов первого элемента НЕ-ИЛИ [2].

Причинами, препятствующими достижению требуемого технического результата, являются недостатки конструкции этого триггера, а именно низкое быстродействие по причине того, что сигнал на его выходе формируется при переключении всех элементов схемы (шесть элементов).

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является обеспечение высокого быстродействия струйного триггера, что позволит значительно увеличить быстродействие счетных схем и их надежность. Техническим результатом изобретения является увеличение быстродействия струйного триггера за счет меньшего количества переключающихся при приходе тактового импульса элементов.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в струйном триггере, содержащем бистабильные элементы и элементы НЕ-ИЛИ, первый и второй каналы установки триггера в первоначальное состояние, первый из которых соединен с одним из входов первой пары раздельных входов первого бистабильного элемента, а второй - с одним из входов первого элемента НЕ-ИЛИ, инверсный вход первого элемента НЕ-ИЛИ соединен с вторыми входами четвертого и пятого элементов НЕ-ИЛИ, а прямой выход первого элемента НЕ-ИЛИ соединен с первыми входами второго и третьего элементов НЕ-ИЛИ, инверсные выходы второго и третьего элементов НЕ-ИЛИ соединены с второй парой раздельных входов первого бистабильного элемента, прямой выход первого бистабильного элемента соединен с первым входом пятого элемента НЕ-ИЛИ, а второй выход первого бистабильного элемента соединен с первым входом четвертого элемента НЕ-ИЛИ, инверсные выходы четвертого и пятого элементов НЕ-ИЛИ соединены с раздельными входами второго бистабильного элемента, выходы которого являются выходами триггера и первый выход которого соединен с вторым входом второго элемента НЕ-ИЛИ, а второй выход которого соединен с вторым входом третьего элемента НЕ-ИЛИ, второй вход первого элемента НЕ-ИЛИ соединен со счетным входом триггера, первый канал установки триггера в первоначальное состояние соединен с третьим входом первого элемента НЕ-ИЛИ, а второй канал установки триггера в первоначальное состояние соединен с другим входом первой пары раздельных входов первого бистабильного элемента.

Схема предложенного струйного триггера представлена на чертеже.

Триггер содержит трехвходовый элемент НЕ-ИЛИ 1, двухвходовые элементы НЕ-ИЛИ 2, 3, первый бистабильный элемент (триггер 4), двухвходовые элементы НЕ-ИЛИ 5, 6, второй бистабильный элемент (триггер) 7. Элементы НЕ-ИЛИ 1, 2, 3, 5, 6 имеют входы 8, 9, 10 соответственно и выходы 11,12. Бистабильные элементы 4, 7 имеют две пары раздельных входов 13, 14, 15, 16 и выходы 17, 18. Струйный триггер имеет выходы 19, 20, счетный вход 21 и каналы 22, 23 установки триггера в первоначальное состояние.

Выходы 19, 20 счетного триггера устанавливаются в первоначальное состояние следующим образом.

По каналу 22 (установка "1") подается единичный сигнал на вход 8 элемента НЕ-ИЛИ 1 и вход 14 триггера 4. На выходе 11 элемента НЕ-ИЛИ 1 устанавливается нулевой сигнал, и соответственно нулевые сигналы устанавливаются на входах 8 элементов НЕ-ИЛИ 5 и 6. На выходе 12 элемента НЕ-ИЛИ 1 устанавливается единичный сигнал, и соответственно единичные сигналы устанавливаются на входах 9 элементов НЕ-ИЛИ 2 и 3. Поэтому вне зависимости от состояния входов 8 элементов НЕ-ИЛИ 2 и 3 на их выходах 11 устанавливаются нулевые сигналы и триггер 4 под действием единичного сигнала на входе 14 переключается. На выходе 18 триггера 4 появляется единичный сигнал и соответственно единичный сигнал поступает на вход 9 элемента НЕ-ИЛИ 5, поэтому на его выходе 11 устанавливается нулевой сигнал. На входы 8 и 9 элемента НЕ-ИЛИ 6 поступают нулевые сигналы с выхода 11 элемента НЕ-ИЛИ 1 и выхода 17 триггера 4, поэтому на выходе 11 элемента НЕ-ИЛИ 6 устанавливается единичный сигнал, который поступает на вход 16 триггера 7. Так как на вход 13 триггера 7 приходит ноль от элемента НЕ-ИЛИ 5, то триггер 7 переключается, на выходе 17 и соответственно на выходе 19 устройства появляется единичный сигнал, а на выходе 20 - нулевой. При снятии сигнала установки по каналу 22 состояние выходов устройства не изменяется, так как элемент НЕ-ИЛИ 1, переключившись на выход 11 и подавая единичный сигнал на входы 8 элементов НЕ-ИЛИ 5 и 6, обеспечивает на выходах 11 элементов НЕ-ИЛИ 5 и 6 нулевые сигналы и соответственно нулевые сигналы на входах 13, 16 триггера 7. После появления единичного сигнала на выходе 17 триггера 7 он поступает на выход 19 устройства и на вход 8 элемента НЕ-ИЛИ 2, а на вход 8 элемента НЕ-ИЛИ 3 поступает нулевой сигнал с выхода 18 триггера 7. Так как с выхода 12 элемента НЕ-ИЛИ 1 на вход 9 элемента НЕ-ИЛИ 3 поступает тоже нулевой сигнал, то с выхода 11 элемента НЕ-ИЛИ 3 на вход 16 триггера 4 поступает единичный сигнал, который переключает триггер 4, и на его выходе 17 появляется единичный сигнал, а на выходе 18 - нулевой. На этом работа схемы заканчивается.

Таким образом, при подаче сигнала установки по каналу 22 независимо от наличия или отсутствия сигнала на счетном входе 21 устройства на его выходе 19 появляется единичный сигнал, а на выходе 20 - нулевой.

Для первоначального задания на выходе устройства сигналов, противоположных описанным выше, в канал 23 (установка "0") подается единичный сигнал и схема работает подобно описанному выше. В результате на выходе 19 устройства устанавливается нулевой сигнал, а на выходе 20 - единичный.

Работает устройство следующим образом.

Пусть на выходе 19 устройства установлена единица, а на выходе 20 - ноль. При подаче на счетный вход 21 устройства единичного сигнала элемент НЕ-ИЛИ 1 переключается и на его выходе 11 и входах 8 элементов НЕ-ИЛИ 5 и 6 появляются нулевые сигналы. На входе 9 элемента НЕ-ИЛИ 6 стоит единичный сигнал с выхода 17 триггера 4, поэтому на его выходе 11 и соответственно на входе 16 триггера 7 нулевой сигнал. На входах 8 и 9 элемента НЕ-ИЛИ 5 стоят нулевые сигналы, поэтому на его выходе 11 и на входе 13 элемента 7 появляется единичный сигнал, который переключает триггер 7, и на его выходе 18 появляется единичный сигнал, а на выходе 17 - нулевой, Состояние выходов 19 и 20 устройства изменяется на противоположное. При снятии со счетного входа 21 единичного сигнала элемента НЕ-ИЛИ 1 переключается, на его выходе 11 и на входах 8 элементов НЕ-ИЛИ 5 и 6 появляются единичные сигналы, а на входах 13 и 16 триггера 7 - нулевые. При этом единичный сигнал с выхода 18 триггера 7 поступает на вход 8 элемента НЕ-ИЛИ 3, поэтому на его выходе 11 устанавливается нулевой сигнал. На входы 8 и 9 элемента НЕ-ИЛИ 2 поступают нулевые сигналы, поэтому на его выходе 11 и на входе 13 триггера 4 единичный сигнал, которым триггер 4 переключается, и на его выходе 18 устанавливается единица, а на выходе 17 - ноль.

При повторной подаче сигнала на счетный вход 21 на выходе 11 элемента НЕ-ИЛИ 1 единичный сигнал исчезает и на входах 8 элементов НЕ-ИЛИ 5 и 6 устанавливается ноль. Ранее установленный ноль на выходе 17 триггера 4 и соответственно на входе 9 элемента НЕ-ИЛИ 6 ведет к тому, что на выходе 11 элемента НЕ-ИЛИ 6 и на входе 16 триггера 7 появляется единичный сигнал. На входе 13 триггера 7 нулевой сигнал, так как элемент НЕ-ИЛИ 5, имея на входе 9 единицу, имеет на выходе 11 ноль. Триггер 7 переключается и на его выходе 17 появляется единица, а на выходе 18 - ноль. При снятии единичного сигнала со счетного входа 21 сигналы в схеме формируются описанным выше порядком и триггер 4 переключается в новое состояние.

В дальнейшем при последовательной подаче на счетный вход единичных сигналов и их снятии циклы состояний триггера повторяются, причем при появлении сигнала на счетном входе устройства сигналы на выходах схемы изменяются на противоположные.

Возможность установки на выходах триггера нулевых и единичных сигналов в любой фазе его состояния независимо от наличия и отсутствия единичного сигнала на счетном входе обеспечивает надежность схемы и простоту эксплуатации триггера. Новая организация связей между элементами схемы значительно увеличивает ее быстродействие.

Формула изобретения

СТРУЙНЫЙ ТРИГГЕР, содержащий бистабильные элементы и элементы НЕ-ИЛИ, первый и второй каналы установки триггера в первоначальное состояние, первый из которых соединен с одним из входов первой пары раздельных входов первого бистабильного элемента, а второй - с одним из входов первого элемента НЕ-ИЛИ, отличающийся тем, что инверсный вход первого элемента НЕ-ИЛИ соединен с вторыми входами четвертого и пятого элементов НЕ-ИЛИ, а прямой выход первого элемента НЕ-ИЛИ - с первыми входами второго и третьего элементов НЕ-ИЛИ, инверсные выходы второго и третьего элементов НЕ-ИЛИ - с второй парой раздельных входов первого бистабильного элемента, прямой выход которого соединен с первым входом пятого элемента НЕ-ИЛИ, а второй выход - с первым входом четвертого элемента НЕ-ИЛИ, инверсные выходы четвертого и пятого элементов НЕ-ИЛИ соединены с раздельными входами второго бистабильного элемента, выходы которого являются выходами триггера и первый выход которого соединен с вторым входом третьего элемента НЕ-ИЛИ , второй вход первого элемента НЕ-ИЛИ соединен со счетным входом триггера, первый канал установки триггера в первоначальное состояние - с третьим входом первого элемента НЕ-ИЛИ, а второй канал установки триггера в первоначальное состояние соединен с другим входом первой пары раздельных входов первого бистабильного элемента.

РИСУНКИ

Рисунок 1