Пороговый элемент
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик ()886226 (6l ) fl,îïîëHèòåÿüìîå к авт. саид-ву (22) Заявлено 12. 12. 79 (21) 2850819/18-21 с присоелииением заявки № (23) Приоритет (5! )М. Кл.
П 03 К 5/08
G 05 В 1/01
9кударстиеиный комитет
СССР ае делам изобретеиий н открытий
Опубликовано 30.11.81. Бюллетень №44
Дата опубликования описания 30, 1 1 . 81 (53) УДК 621.374.. 5 (088. 8) (72) Авторы изобретения
В. М, Глушков, Н. Д. Девятков, О. Д. Баранцева, М, Б. Голант, В. П. Деркач, В. А. Климентович, А. П. Леонтьев и А, Ю, Спирин
Ордена Ленина институт кибернетики AH Украинской CCP (71) Заявитель (54) ПОРОГОВЫЙ ЭЛЕМЕНТ
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике.
Известен пороговый элемент, который используется для реализации различных логических функций, содержащий линии задержки и задания порога и триггер, собранный из переключателей тока на транзисторах )1).
Быстродействие такого элемента ограничено временем переходных процессов в транзисторах,постояннои времени
RC-цепей, влиянием паразитных емкостей. .Наиболее близким к предлагаемому является пороговое устройство, содержащее последовательно соединенные
15 суммирующее и релейное устройства, выполненные на миниатюрных СВЧ-приборах типа отражательного клистрона-минитрона,причемвыход пороговой ячейки через суммирующее устройство,в качестве которого используется. полосковая линия с боковыми связями, и петлю связи соединен с резонатором релейной ячейки. Полосковая линия через боковые связи соединена с клеммами входных сигналов. Такой элемент обладает достаточно большим быстродействием, надежен и технологичен(21.
Однако этот пороговый элемент требует тактирования, включающего также подготовительные такты, что ограничивает его реальное быстродействие. На входы элемента должны поступать только когерентные сигналы, что необходимо для нормальной работы суммирующего устройства на полосковых линиях. Кроме этого, полосковые линии не осуществляют полной развязки источников входных сигналов.
Цель изобретения — повышение быстродействия устройства при расширении его функциональных возможностей.
Поставленная цель достигается тем, что в пороговом элементе, содержащем последовательно соединенные суммирующее и релейное устройства, суммнрукнцее устройство выполнено па минитро886226
Для обеспечения работы минитронов 1 1-1 п в детекторном режиме, а минитрона 2 в обычном режиме генерации эти приборы работают от различных источников напряжения на отражателях : Ед,подключенного к шинам 6 и 5, Е< >, подключенного к шинам б и 8, а также от различных источников питания на резонаторах:
10 E pygmy (шины 4 и 5) и Е (шина
7и 8). еь а
На базе данного порогового эле.мента можно реализовать логические схемы, выполняющие операции И, 15 ИЛИ, мажоритарную операцию. При значении К=l пороговый элемент выполняет операцию ИЛИ, при K=n - операцию И, при l
Если в этом случае задать пороговое значение K=l, то элемент будет выполнять операцию ИЛИ-НЕ, а при К=п операцию И-НЕ.
Быстродействие порогового элемента в основном определяется длительностью переходных процессов в резонаторах минитронов и определяется выражением
1S>
Т нах по числу входов, резонаторы которых соединены петлями связи со входными шинами элемента, катоды соединены с виной питания, релейное устройство выполнено на минитроне, катод которого соединен со второй шиной питания, а резонатор - петлей связи с выходной шиной, причем отражатели:всех минитронов соединены между собой и подключены к одному выводу резистора, второй вывод которого соединен с третьей шиной питания.
На чертеже представлена принципиальная схема порогового элемента на и входов
Пороговый элемент содержит и входных минитронов l=l-l=п, выходной минитрон 2, входные шины 3=1-3 и. шины питания 4-8;резистор 9 и выходную шину 10.
Пороговый элемент работает следующим образом.
В исходном состоянии до поступле- ния входных сигналов минитрон 2 не генерирует СВЧ колебаний, так как его начальная рабочая точка находится sa пределами зоны генерации. При поступлении входных сигналов в резонаторы минитронов I=I-I=n в цепях отражателей этих минитронов, работающих в детекторном режиме, появляется ток, создающий падение напряжения на резисторе 9. Так как отражатели входных минитронов 1=1-1=п соединены с нагрузочным резистором и отражателем минитрона 2, положение рабочей точки минитрона 2 зависит от величины токов отражателей входных минитронов. При достижении суммарным током, протекающим через резистор 9, порогового значения рабочая точка минитрона 2 перемещается в зону генерации. Величина порогового тока выбирается таким образом что1 бы. запуск генерации производился при поступлении единичных импульсов на определенное число входов К, где
Кможет принимать значения 1 и 2 . †.,и. .
Если СВЧ-мощность поступает на количество входов, менвшее К, то перепад напряжения на резисторе 9 будет недостаточен для ввода рабочей точки минитрона 2 в зону генерации.
Необходимая величина порога устанавливается посредством изменения величины резистора 9 в цепи отражателей минитронов, а также выбором режима питания приборов.
Т
Э йт+ ьМ
rate Q - максимальньп1 коэффициент. быстродействия;. Т - период собствен. ных колебаний; т — время установления колебаний; 5
Наименьшее число. периодов И в
redÏ
45 одном цикле работы прибора составляет
Анализ переходных процессов устройства показывает, что время установления колебаний в минитроне можно оценить выражением
55 — 2,8 ;
"ЫФ1 и где Q - добротность нагруженного резонатора.
886226 т Ф 2ь ><
1 а Й ;„=
2Ъст
Т еж
Eerра
Jae 33
+Ю щР
+ Еетра
g -Ам»
У
+Eorpg
<реа<
ВНИИПИ Заказ 10558/76 Типаж 991 Подписное
Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 в минитронах с Я !О состави ляет около (30-50)- Т Tax K&K " троп, ° то
При использовании минитронов с периодом колебаний I0„ (f I00 ГГц) можно получить быстродействие около
IHс (I Ггц).
Предлагаемый пороговый элемент выгодно отличается от известных, так как.параметры минитронов остаются практически неизменными при воздействии внешних факторов и достаточно стабильны во времени. Устройство имеет более высокое быстродействие, так как отсутствуют подготовительные такты может .функционировать с некогерентными входными сигналами и даже имеющими различные частоты.
Кроме этого, осуществляется полная развязка источников входных сигналов.
Формула изобретения
Пороговый элемент, содержащий последовательно соединенные суммирующее и релейное устройство, о т л и5 ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия и pactmtpeния функциональных воэможностей, суммирующее устройство выполнено на минитронах по числу входов, резонатоI0 ры которых соединены петлями связи а со входными шинами элемента, катоды соединены с шиной питания, релейное устройство выполнено на минитроне, катод которого соединен со второй
15 шиной питания, а резонатор петлей связи — с выходной шиной, причем отражатели всех минитронов соединены между собой и подключены к одному выводу резистора, вторым выводом соеМ диненного с третьей шиной питания.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
9 362488, кл. Н 03 К 19/42, 09.08.71.
2. Авторское свидетельство СССР по заявке В 2695479, 06.12.78 (прототип).